(2012•湖北)某个实心零部件的形状是如图所示的几何体,其下部是底面均是正方形,侧面是全等的等腰梯形的四棱台A1B1C

(2012•湖北)某个实心零部件的形状是如图所示的几何体,其下部是底面均是正方形,侧面是全等的等腰梯形的四棱台A1B1C1D1-ABCD,其上是一个底面与四棱台的上底面重合,侧面是全等的矩形的四棱柱ABCD-A2B2C2D2
(1)证明:直线B1D1⊥平面ACC2A2
(2)现需要对该零部件表面进行防腐处理,已知AB=10,A1B1=20,AA2=30,AA1=13(单位:厘米),每平方厘米的加工处理费为0.20元,需加工处理费多少元?
eeedddiiittt 1年前 已收到1个回答 举报

不动风1 幼苗

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解题思路:(1)依题意易证AC⊥B1D1,AA2⊥B1D1,由线面垂直的判定定理可证直线B1D1⊥平面ACC2A2
(2)需计算上面四棱柱ABCD-A2B2C2D2的表面积(除去下底面的面积)S1,四棱台A1B1C1D1-ABCD的表面积(除去下底面的面积)S2即可.

(1)∵四棱柱ABCD-A2B2C2D2的侧面是全等的矩形,
∴AA2⊥AB,AA2⊥AD,又AB∩AD=A,
∴AA2⊥平面ABCD.连接BD,
∵BD⊂平面ABCD,
∴AA2⊥BD,又底面ABCD是正方形,
∴AC⊥BD,根据棱台的定义可知,BD与B1D1共面,
又平面ABCD∥平面A1B1C1D1,且平面BB1D1D∩平面ABCD=BD,平面BB1D1D∩平面A1B1C1D1=B1D1
∴B1D1∥BD,于是由AA2⊥BD,AC⊥BD,B1D1∥BD,可得AA2⊥B1D1,AC⊥B1D1,又AA2∩AC=A,
∴B1D1⊥平面ACC2A2
(2)∵四棱柱ABCD-A2B2C2D2的底面是正方形,侧面是全等的矩形,
∴S1=S四棱柱下底面+S四棱柱侧面
=( A2B2)2+4AB•AA2
=102+4×10×30
=1300(cm2
又∵四棱台A1B1C1D1-ABCD上下底面均是正方形,侧面是全等的等腰梯形,
∴S2=S四棱柱下底面+S四棱台侧面
=(A1B1)2+4×[1/2](AB+A1B1)•h等腰梯形的高
=202+4×[1/2](10+20)•
132−[
1
2(20−10)]2
=1120(cm2),
于是该实心零部件的表面积S=S1+S2=1300+1120=2420(cm2),
故所需加工处理费0.2S=0.2×2420=484元.

点评:
本题考点: 直线与平面垂直的判定;棱柱、棱锥、棱台的侧面积和表面积.

考点点评: 本题考查直线与平面垂直的判定,考查棱柱、棱台的侧面积和表面积,着重考查分析转化与运算能力,属于中档题.

1年前

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