| 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

已知正四棱台$ABCD-A_1B_1C_1D_1$中,$AB=2A_1B_1=2$$O$是底面$ABCD$的中心,若异面直线$OB_1$$CC_1$所成角的余弦值为$\dfrac{7}{8}$,则该四棱台的侧面积为$(\qquad)$

["

$12$

","

$3\\sqrt{15}$

","

$6\\sqrt{3}$

","

$9$

"]
[["B"]]

如图所示,连接$AC$$BD$,则$AC$$BD=O$,连接$A_1O$$A_1C_1$$B_1D_1$
因为$AB=2A_1B_1=2$,所以$AC=2A_1C_1$
$OC=A_1C_1$,且$AC$$A_1C_1$,即$OC$$A_1C_1$
所以四边形$A_1C_1CO$为平行四边形,则$A_1O$$CC_1$,且$A_1O=CC_1$
所以∠$A_1OB_1$为异面直线$OB_1$$CC_1$所成的角或其补角.,

同理得四边形$B_1D_1DO$为平行四边形,则$B_1O=DD_1$,则$OB_1=OA_1$.,
因为直线$OB_1$$CC_1$所成角的余弦值为$\dfrac{7}{8}$
所以$\dfrac{{OA_1^2+OB_1^2-1}}{{2×O{A_1}×O{B_1}}}=\dfrac{7}{8}$,解得$OB_1=OA_1=2$
在等腰梯形$ABB_1A_1$中,
$AB=2A_1B_1=2$$A_1A=B_1B=2$,则其高为$\sqrt{{2^2}-{{({\dfrac{1}{2}})}^2}}=\dfrac{{\sqrt{15}}}{2}$
则侧面$ABB_1A_1$的面积为$\dfrac{1}{2}×({2+1})×\dfrac{{\sqrt{15}}}{2}=\dfrac{{3\sqrt{15}}}{4}$
所以该四棱台的侧面积为$4×\dfrac{{3\sqrt{15}}}{4}=3\sqrt{15}$
故选:$\rm B $

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