| 8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积 题目答案及解析

稿件来源:高途

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必修二

第八章 立体几何初步

8.3 简单几何体的表面积与体积

8.3.1 棱柱、棱锥、棱台的表面积和体积

半正多面体$(semiregularsolid)$亦称“阿基米德多面体”,是由边数不全相同的正多边形围成的多面体,半正多面体有且只有$13$种.最早用于$1970$年世界杯比赛的足球就可以近似看作是由$12$个正五边形和$20$个正六边形组成的半正面体,半正多面体体现了数学的对称美.如图所示的二十四等边体就是一种半正多面体,它由$8$个正三角形和$6$个正方形围成,它是通过对正方体进行八次切截而得到的.若这个二十四等边体的棱长都为$2$,则下列结论正确的是$(\qquad)$

 

["

$MQ$与平面$AEMH$不可能垂直

","

异面直线$BC$$EA$所成角为$60{}^\\circ $

","

该二十四等边体的体积为$\\dfrac{40\\sqrt{2}}{3}$

","

该二十四等边体外接球的表面积为$18\\pi $

"]
[["ABC"]]

对于$\rm A$,若$MQ\perp $平面$AEMH$

$\because MH\subset $平面$AEMH$

$\therefore MQ\perp MH$

$\because \triangle MQH$为等边三角形,

$\therefore \angle QMH=60{}^\circ $,这与$MQ\perp MH$矛盾,故$MQ$与平面$AEMH$不可能垂直,

$\therefore \rm A$正确;

对于$\rm B$$\because BC//AD$

$\therefore $ 异面直线$BC$$EA$所成的角即为直线$AD$$EA$所成的角,设角$\angle EAD=\theta $,在正六边形$ADGPNE$中,可得$\theta =120{}^\circ $

$\therefore $ 异面直线$BC$$EA$所成角为$60{}^\circ $

$\therefore \rm B$正确;

对于$\rm C$,补全八个角构成一个棱长为$2\sqrt{2}$的一个正方体,则该正方体的体积为$V={{(2\sqrt{2})}^{3}}=16\sqrt{2}$,其中每个小三棱锥的体积为${{V}_{1}}=\dfrac{1}{3}\times \dfrac{1}{2}\times \sqrt{2}\times \sqrt{2}\times \sqrt{2}=\dfrac{\sqrt{2}}{3}$

$\therefore $ 该二十四面体的体积为$16\sqrt{2}-8\times \dfrac{\sqrt{2}}{3}=\dfrac{40\sqrt{2}}{3}$

$\therefore \rm C$正确;

 

对于$\rm D$,取正方形$ACPM$对角线的交点为$O$,即为该二十四面体的外接球的球心,

其半径为$R=\dfrac{1}{2}\sqrt{A{{C}^{2}}+A{{M}^{2}}}=\dfrac{1}{2}\sqrt{{{(2\sqrt{2})}^{2}}+{{(2\sqrt{2})}^{2}}}=2$

$\therefore $ 该二十四面体的外接球的表面积为$S=4\pi {{R}^{2}}=4\pi \times {{2}^{2}}=16\pi $

$\therefore \rm D$不正确.

故选:$\rm ABC$

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