内容正文:
∴a5=44+1=257,
又∵log4an+1=log4(4n+1)∈(n,n+1),
∴bn=[log4an+1]=[log4(4n+1)]=n,
∴2023bnbn+1
= 2023n(n+1)=2023
1
n-
1
n+1( ) ,
∴Sn=2023 1-
1
2+
1
2-
1
3+
+1n-
1
n+1( )-
2023 1- 1n+1( ) ,
∵[Sn]= 2023 1-
1
n+1( )[ ]=2021,
∴2021≤2023 1- 1n+1( ) <2022,∴
2021
2 ≤n<
2022,∴1011≤n≤2021,n∈N+ .
答案:257 1011≤n≤2021,n∈N+
8.解析:因为函数f(x)=log2
2x
1-x
的 定 义 域 为(0,1),设
M(x1,y1),N(x2,y2)是函数y=f(x)图象上的两点,其中
x1,x2∈(0,1),且x1+x2=1,则 有y1+y2=f(x1)+
f(x2)=log2
2x1
1-x1
+log2
2x2
1-x2
=log2
4x1x2
1-(x1+x2)+x1x2
=2,从而有x∈(0,1)时,有f(x)+f(1-x)=2,当n≥2时,
an=f
1
n( ) +f
2
n( ) +f
3
n( ) ++f
n-1
n( ) ,an =
f n-1n( ) +f
n-2
n( ) + +f
1
n( ) ,相 加 得 2an =
f 1n( )+f
n-1
n( )[ ] + f
2
n( )+f
n-2
n( )[ ] + +
f n-1n( )+f
n
n( )[ ]=2n-2,所以an=n-1,又a1=1,所
以对一切正整数n,有an=
1,n=1
n-1,n≥2{ ;故有a1+a2+
+a10=1+(1+2+3++9)=46.
答案:46
9.解:(1)因为4Sn=3an+4,所以4Sn+1=3an+1+4,两式相
减可得4an+1=3an+1-3an,
即an+1=-3an,又因为4S1=3a1+4,所以a1=4,故数列
{an}是首项为4,公比为-3的等比数列,an=4(-3)n-1.
(2)bn=(-1)n-1nan=4n3n-1,
所以Tn=4(1×30+2×31+3×32++n×3n-1),
3Tn=4(1×31+2×32+3×33++n×3n),两式相减
可得:-2Tn =4(1+31 +32 + +3n-1 -n3n)=
4 1-3
n
1-3-n
3n( )=(2-4n)3n-2,Tn=(2n-1)3n+1.
10.解:(1)因为3a2=3a1+a3,故3d=a3=a1+2d,即a1=
d,故an=nd,所以bn=
n2+n
nd =
n+1
d
,Sn=
n(n+1)d
2
,
Tn=
n(n+3)
2d
,又S3+T3=21,即
3×4d
2 +
3×6
2d =21
,即
2d2-7d+3=0,故d=3或d=12
(舍),故{an}的通项
公式为an=3n.
(2)易知bn=
n2+n
a1+(n-1)d
,
所以b1=
2
a1
,b2=
6
a1+d
,b3=
12
a1+2d
,
因为{bn}是等差数列,所以2b2=b1+b3,
所以 12
a1+d
= 12a1+2d
+2a1
,
整理得(a1-2d)(a1-d)=0.
所以a1=2d或a1=d.
当a1=d时,an=nd,a1=d>1.
于是bn=
n+1
d
,Sn=
n(n+1)
2 d
,Tn=
n(n+3)
2d
,
而S99-T99=99,所以50d-
51
d=1
,解得d=5150
或d=
-1(舍去).
当a1=2d 时,an=(n+1)d,bn=
n2+n
an
= n
2+n
(n+1)d=
n
d
,故Sn=
n(n+3)d
2
,Tn=
n(n+1)
2d
,
又S99-T99=99,
即99×102d
2 -
99×100
2d =99
,即51d2-d-50=0,所以
d=-5051
(舍)或d=1(舍);
综上可知:d=5150.
课时冲关三十二
1.B [A不正确,棱锥的侧面为三角形;C不正确,如球的
表面就不能展成平面图形;D不正确,棱柱的各条侧棱都
相等,但侧棱与底面的棱不一定相等;B正确.]
2.BD
3.B [根据底面周长等于侧面展开图弧长,设母线为l,底
面半径为r,则有2πr=180°360°
2πl,化简得l=2r=2 2.]
4.B [由条件得,△OAB 为等边三角形,有OC= 3,CD=
2- 3,所以s=2+
(2- 3)2
2 =2+
7-4 3
2 =
11-4 3
2 .
]
5.D [四 棱 锥 的 底 面 是 边 长 为 4
的正方形,且PA=PB=4,PC=
PD=2 2,如图,设AB,CD 的中
点分别为E,F,则 PE⊥AB,PF
⊥CD,连接EF,∵EF⊥CD,PF⊥CD,EF∩PF=F,EF
⊂平面PEF,PF⊂平面PEF,∴CD⊥平面PEF,又CD
⊂平面ABCD,∴平面PEF⊥平面ABCD,且平面PEF
∩平面ABCD=EF.过点P 作PO⊥EF 于点O,则PO
⊂平面PEF,则PO⊥平面ABCD.在△PEF 中,由题可
求得PE=2 3,PF=2,EF=4,∴PE2+PF2=EF2,
∴∠EPF=90°,根 据 面 积 相 等 可 得 POEF=PE
PF,即4PO=2 3×2,得PO= 3.]
6.解析:将侧面ABB1A1 与上底面A1B1C1D1 展开在同一
平面上,连 接 AC1,则 线 段 AC1 的 长 即 为 所 求.如 图,
AC1=2 5.
答案:2 5
7.解析:折叠后,易知①②均可围成三棱锥,即四面体,且
各侧棱都相等,而③④折叠后只能围成无底的四棱锥.
答案:①②
8.解析:如图所示,作出等腰梯形ABCD 的直观图.
因为|OE|= (2)2-1=1,所以O′E′=12
,E′F= 24
,
则直观图A′B′C′D′的面积S′=1+32 ×
2
4=
2
2.
答案:2
2
983
参考答案
9.解析:如图,过点A 作AC⊥OB,交OB 于
点C.
在 Rt△ABC中,AC=12(cm),BC=8-
3=5(cm).
∴AB= 122+52=13(cm).
答案:13
10.解:如图,过圆台的轴作截面,截面为等
腰梯 形 ABCD,由 已 知 可 得 上 底 半 径
O1A=2cm,下底半径OB=5cm,且腰长
AB=12cm.设截得此圆台的圆锥的母线
长为l,则由△SAO1∽△SBO,可得
l-12
l
=25
,所以l=20cm,即截得此圆台的圆
锥的母线长为20cm.
课时冲关三十三
1.B [如图,画出圆柱的轴截面
AC=1,AB= 12
,所以r=BC= 32
,那
么圆柱的体积是V=πr2h=π× 3
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
×1=34π
,故选B.]
2.B [由 题 意,上 下 两 层 是 底 面 周 长36
3cm,高为4cm 的正六棱柱,
所以侧面积为S1=2×36 3×4=288 3(cm2),
当球形灯球心到各面的距离等于8cm 时,中间六棱柱的
高为h=2×8-2×4=8(cm),
由球心到侧面距离为8,可知棱柱底面边长满足a× 32
=8,解得a=16 33
,
所以中层正六棱柱的侧面积S2=6×
163
3 ×8=2563
(cm2),
故该模型的侧面积至少为S=S1+S2=544 3(cm2),故
选B.]
3.B [由题意,圆柱和圆锥的侧面积相等,则圆锥的母线长
是圆柱高的2倍,即2 3,故其底面半径为3,所以圆锥的体
积为1
3×π×3
2× 3=3 3π.]
4.C [用 一 个 完 全 相 同 的 五 面 体
HIJGLMN(顶 点 与 五 面 体 ABCG
DEF 一一对应)与该五面体相嵌,
使得D,N;E,M;F,L 重合,
因为 AD∥BE∥CF,且 两 两 之 间
距离为1.AD=1,BE=2,CF=3,
则形成的新组合体为一个三棱柱,
该三棱柱的直截面(与侧棱垂直的
截面)为边长为1的等 边 三 角 形,
侧棱长为1+3=2+2=3+1=4,
VABCGDEF=
1
2VABCGHIJ=
1
2×
1
2×1×1×
3
2×4=
3
2.
]
5.ACD [本题考查点到平面的距
离、直线与平面所成 角、三 棱 锥
体积 及 三 角 形 面 积 的 应 用.如
图,连 接 A1D,B1C,平 面 QEF
即平面CDA1B1,由 图 可 知,点
P 到平 面CDA1B1 的 距 离 为 定
值,故点P 到平面QEF 的距离
为定值,故 A 正确;由于四边形
CDA1B1 为矩形,则点 Q 到EF
的距离为定值,又线段EF 的长
为定值,则△QEF 的面积为定值,故 D 正确;点P 到平
面CDA1B1 的距离为定值,又△QEF 的面积为定值,故
三棱锥P-QEF 的体积为定值,故 C正确;点Q 到平面
PEF 的距离固定,直线 PQ 不固定,则直线 PQ 与平面
PEF 所成的角不固定,故B错误.故选 ACD.]
6.解析:设所给半球的半径为R,则棱锥的高h=R,底面正
方形中有AB=BC=CD=DA= 2R,∴其体积为 23R
3
=4 23
,则R3=2 2,于是所求半球的体积为V=23πR
3
=4 23 π.
答案:4 2
3 π
7.解析:本题考查圆锥的体积.设该圆锥的底面圆的半径
为r,高为h.∵母线长为5的圆锥的侧面展开图的圆心
角等于8π
5
,∴侧面展开图的弧长为5×8π5 =8π.
又弧长
=底 面 周 长,即 8π=2πr,∴r=4,∴圆 锥 的 高 h=
52-42=3,∴圆锥的体积V=13×π×4
2×3=16π.
答案:4 16π
8.解析:本题考查异面直线夹角的余
弦值的求法及外接球的表面积.由
题意BC∥B1C1,所以∠AC1B1 或
其补角为异面直线 AC1 与BC 所
成 的 角.设 AA1 =b,在 △AC1B1
中,AB1=AC1,则cos∠AC1B1=
1
2B1C1
AC1
=12
3
32+b2
= 310
,所
以AA1=b=4.正三棱柱 ABC-
A1B1C1 的 外 接 球 的 球 心 为 过 底
面外接圆的圆心作底面的垂线与中截面的交点,设外接
球的半 径 为 R,底 面 外 接 圆 的 半 径 为r,则 R2 =r2 +
b
2( )
2
.因为底面为等边三角形,所以2r= 3
sinπ3
,即r=
3,所以R2 =3+4=7,所 以 球 O 的 表 面 积 为 4π×7
=28π.
答案:4 28π
9.解:(1)证明:因为四边形ABCD 为菱形,所以AC⊥BD.
因为BE⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,
所以BE⊥AC.
而BD∩BE=B,BD,BE⊂平面BED,
所以AC⊥平面BED.
又AC⊂平面AEC,所以平面AEC⊥平面BED.
(2)设AB=x,在菱形ABCD 中,由∠ABC=120°,可得
AG=GC= 32x
,GB=GD=x2.
因为AE⊥EC,
所以在 Rt△AEC中,可得EG= 32x.
由BE⊥平面ABG
CD,知△EBG 为直角三角形,可得BE= 22x.
由已 知 得,三 棱 锥 E-ACD 的 体 积 V三棱锥E-ACD =
1
3×
1
2AC
GDBE= 624x
3= 63
,
故x=2.从而可得AE=EC=ED= 6.
所以△EAC 的面积为3,△EAD 的面积与△ECD 的面
积均为 5.故三棱锥EGACD 的侧面积为3+2 5.
10.解:(1)因为AB=BC=2,所以BE⊥AC,又因为是直三
棱锥ABC-A1B1C1,不妨设AC=2a,
因为BF⊥A1B1,所以BF⊥AB,连接AF,
E,F 分别为AC 和CC1 的中点,则
AF2=BF2+AB2,
⇒4a2+1=5+4⇒a2=2⇒a= 2,
所以BE= BC2-EC2= 2,
所以VF-EBC=
1
3S△BEC
FC=13×
1
2× 2× 2×1=
1
3.
093
艺考生文化课百日冲关数学
(2)连 接 A1E,取 BC 中 点 为
H,连接EH,B1H,
因为E,H 分别为AC,BC 的
中点,所以EH∥AB,
又因为A1B1∥AB,所以A1B1
∥EH,所以A1EHB1 共面,
易知DE⊂平面A1EHB1,
易知 △FCB≌△HBB1,所 以
BF⊥HB1,
又因为BF⊥A1B1,且A1B1∩
HB1=B1,
所以BF⊥平面A1EHB1,所以BF⊥DE.
课时冲关三十四
1.A [若直线a,b不相交,则a,b平行或异面,所以p是q
的充分不必要条件,故选 A.]
2.AC [本题主要考查空间中直线、平面的位置关系.对于
A,由于两条平行直线确定一个平面,所以梯形可以确定
一个平面,故 A正确;对于B,两条直线和第三条直线所
成的角相等,则这两条直线平行或异面或相交,故 B错
误;对于 C,两两相交的三条直线最多可以确定三个平
面,故C正确;对于D,若两个平面有三个公共点,则这两
个平面相交或重合,故 D错误.]
3.C [a,b是互不垂直的两条异面
直线,把它放入正方体中如图,由
图可知 A不正确;由l∥a,且l⊥
b,可 得a⊥b,与 题 设 矛 盾,故 B
不正确;由a⊂α,且b⊥α,可得a
⊥b,与 题 设 矛 盾,故 D 不 正 确.
故选 C.]
4.ACD [本题考查异面直线所成角
及 三 棱 锥 的 体 积.∵BC1 ∥AD1,
AD1 ⊂ 平 面 ACD1,BC1 ⊄ 平 面
ACD1,∴BC1∥平面ACD1,∴线段
BC1 上任意一点到平面ACD1 的距
离都相等,∴三 棱 锥 AGD1PC 的 体
积不变,故 A 正确.如图,在正方体
ABCDGA1B1C1D1 上方加一个正方
体 ABCDGA2B2C2D2,连 接 AB2,
AC1,AP,易 知 AB2∥CD1,则 直 线
AP 与AB2 的夹角即为直线 AP 与
CD1 所成的角.由正方体的结构 特征易知 AC1⊥CD1,
故 AC1 ⊥AB2,∴∠B2AC1 =90°.∵∠B2AB =45°,
∴当点P 从点B 运动到点C1 时,∠B2AP 不断增大,故
直线AP 与CD1 所成角的角θ满足45°≤θ≤90°,故B错
误,C 正 确.∵B1C⊥BC1,B1C⊥AB,BC1 ∩AB=B,
BC1,AB⊂平 面 ABC1,∴B1C⊥平 面 ABC1D1,当 点 P
在线 段BC1 上 运 动 时,AP⊂ 平 面 ABC1D1,∴AP⊥
B1C,故 D正确.]
5.C [M,N,P 分别为AB,BB1,B1C1 中点,则AB1,BC1
夹角为 MN 和NP 夹角或其补角(异面直线所成角的取
值范 围 为 0,π2( ] ),可 知 MN=
1
2AB1 =
5
2
,NP=
1
2BC1=
2
2
,
作BC中点Q,则可知△PQM 为直角三角形.
PQ=1,MQ=12AC
,
△ABC中,AC2=AB2+BC2-2ABBCcos∠ABC
=4+1-2×2×1 -12( )=7,AC= 7,
则MQ= 72
,则△MQP中,MP= MQ2+PQ2= 112
,
则△PMN 中,cos∠PNM=MN
2+NP2-PM2
2MNNP
=
5
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
+ 2
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
- 11
2
æ
è
ç
ö
ø
÷
2
2 52
2
2
=- 105
,
又异 面 直 线 所 成 角 为 0,π2( ] ,则 其 余 弦 值 为
10
5 .
故
选C.]
6.解析:易知EH∥BD∥FG,且 EH= 12BD=FG
,同理
EF∥AC∥HG,且EF= 12AC=HG
,显然四边形 EFG
GH 为平行四边形.要使平行四边形EFGH 为菱形需满足
EF=EH,即AC=BD;要使平行四边形EFGH 为正方形需
满足EF=EH 且EF⊥EH,即AC=BD且AC⊥BD.
答案:AC=BD AC=BD 且AC⊥BD
7.解析:如图,连接CF,取BF 的中点M,连接CM,EM,则
ME∥AF,故∠CEM 即为所求的异面直线AF、CE 所成
的角.设这个正四面体的棱长为2,在△ABD 中,AF=
3=CE=CF,EM= 32
,CM= 132
,
∴cos∠CEM=
3
4+3-
13
4
2× 32× 3
=16.
答案:1
6
8.解析:如图设球面D1 与侧面
BCC1B1 的四个交点分别为
E,F,G,H,其 中 E,F,G,H
四点 构 成 边 长 为2的 正 方
形,其外接圆的半径为 2,周
长为2 2π,
该球 面 与 侧 面 BCC1B1 的
交线 长 为 = 14
2 2π=
2
2π.
答案:2π
2
9.证明:(1)如图所示.
因为EF 是△D1B1C1 的中位线,
所以EF∥B1D1.在 正 方 体 AC1
中,B1D1∥BD,所 以 EF∥BD,
所以EF,BD 确定一 个 平 面,即
D,B,F,E 四点共面.
(2)在正方体AC1 中,设A1ACC1
确 定 的 平 面 为 α,又 设 平 面
BDEF 为β.因为Q∈A1C1,所以Q∈α.又Q∈EF,所以
Q∈β.所以Q 是α 与β 的公共点,同理,P 是α 与β 的公
193
参考答案
课时冲关三十二 空间几何体的结构
特征、直观图
1.下列说法中正确的是 ( )
A.棱柱的侧面可以是三角形
B.正方体和长方体都是特殊的四棱柱
C.所有的几何体的表面都能展成平面图形
D.棱柱的各条棱都相等
2.(多选题)以下命题正确的是 ( )
A.以直角梯形的一腰所在直线为轴旋转一
周所得的旋转体是圆台;
B.圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆面;
C.一个平面截圆锥,得到一个圆锥和一个
圆台.
D.以直角三角形的一直角边为轴旋转一周
所得的旋转体是圆锥.
3.(2025长沙市模拟)已知圆锥的底面半径
为 2,其侧面展开图为一个半圆,则该圆锥
的母线长为 ( )
A.2 B.2 2
C.4 D.4 2
4.(2025开封市质检)沈
括的«梦溪笔谈»是中国
古代科技史上的杰作,
其中收录了计算圆弧长
度的 “会 圆 术”,如 图,
AB
︵
是以O 为圆心,OA
为半径的圆弧,C 是AB 的中点,D 在AB
上,CD⊥AB,“会圆术”给出AB的弧长的近
似值s的计算公式:s=AB+CD
2
OA .
当OA=
2,∠AOB=60°时,s= ( )
A.11-3 32 B.
11-4 3
2
C.9-3 32 D.
9-4 3
2
5.(2024北京卷)如
图,在四棱锥PGABG
CD 中,底面 ABCD
是边长为4的正方
形,PA=PB=4,PC=PD=2 2,该棱锥的
高为 ( )
A.1 B.2
C.2 D.3
6.正方体ABCD-A1B1C1D1 的棱长为2,则
在正方体表面上,从顶点A 到顶点C1 的最
短距离为 .
7.在如图所示的四个平面图形中,哪几个是各
侧棱都相等的四面体的展开图? 其序号是
.(把你认为正确的序号
都填上)
8.已知等腰梯形ABCD,上底CD=1,腰AD=
CB= 2,下底AB=3,以下底所在直线为x轴,
则由斜二测画法画出的直观图A′B′C′D′的面
积为 .
9.一个圆台上、下底面的半径分别为3cm 和
8cm,若两底面圆心的连线长为12cm,则这个
圆台的母线长为 cm.
10.如图所示,用一个平行
于圆锥SO 底面的平面
截这个圆锥,截得圆台
上、下底面的半径分别
为2cm和5cm,圆台的
母线长是12cm,求圆
锥SO的母线长.
352
艺考生文化课百日冲关数学 第六章 立体几何
课时冲关三十三 空间几何体的表面积与体积
1.已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在
直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的
体积为 ( )
A.π B.3π4 C.
π
2 D.
π
4
2.(2025上海三模)如图,
宫灯又称宫廷花灯,是中
国彩灯中富有特色的汉
民族传统手工艺品之一.
现制作一件三层六角宫
灯模型,三层均为正六棱
柱(内部全空),其中模型
上、下层 的 底 面 周 长 均 为 36 3cm,高 为
4cm.现在其内部放入一个体积为36πcm3
的球形灯,且球形灯球心与各面的距离不少
于8cm,则该模型的侧面积至少为 ( )
A.800 3cm2
B.544 3cm2
C.(288 3+384)cm2
D.(288 3+768)cm2
3.(2024新课标Ⅰ卷)已知圆柱和圆锥的底
面半径相等,侧面积相等,且它们的高均为
3,则圆锥的体积为 ( )
A.2 3π B.3 3π
C.6 3π D.9 3π
4.(2024天津卷)一个
五 面 体 ABCGDEF.
已知AD∥BE∥CF,
且两 两 之 间 距 离 为
1.AD=1,BE=2,
CF=3,则该五面体
的体积为 ( )
A.36 B.
3 3
4 +
1
2
C.32 D.
3 3
4 -
1
2
5.(多选)(2025山师大附中模拟)如图,在棱
长为a的正方体ABCD-A1B1C1D1 中,P
为A1D1 的中点,Q 为A1B1 上任意一点,
E,F为CD 上两点,且EF 的长为定值,则
下面四个值中是定值的是 ( )
A.点P 到平面QEF 的距离
B.直线PQ 与平面PEF 所成的角
C.三棱锥P-QEF的体积
D.△QEF的面积
6.如图,半球内有一内接正四棱锥S-ABCD,该
四棱 锥 的 体 积 为4 2
3
,则 该 半 球 的 体 积
为 .
7.(双空填空题)母线长为5的圆锥的侧面展开
图的圆心角等于8π
5
,则该圆锥的底面圆的半径
为 ,体积为 .
8.(2025银川市模拟)已知正三棱柱ABC-
A1B1C1 的六个顶点都在球 O 的表面上,
AB=3,异面直线AC1 与BC 所成角的余弦
值为3
10
,则AA1= ,
球O的表面积为 .
452
班级: 姓名: 学号:
9.如图,四边形ABCD 为
菱形,G 为AC 与BD
的 交 点,BE ⊥ 平 面
ABCD.
(1)证明:平面AEC⊥平面BED;
(2)若 ∠ABC=120°,AE⊥EC,三 棱 锥
EGACD的体积为 63
,求该三棱锥EGACD 的
侧面积.
10.(2025山东省实验中学
押题密卷)已知直三棱柱
ABCGA1B1C1 中,侧 面
AA1B1B为正方形,AB=
BC=2,E,F 分别为AC 和CC1 的中点,
BF⊥A1B1.
(1)求三棱锥FGEBC 的体积;
(2)已知 D 为棱A1B1 上的点,证明:BF
⊥DE.
552
艺考生文化课百日冲关数学 第六章 立体几何