文章插图
一道高中立体几何题-求多面体的体积
在图中 , ABCD和PNCD都是边长为2的正方形 , PNCD垂直于ABCD , 点M与AB在PBCD的同侧 , 且有三角形PMN平行于ABCD , PMN=90 , 且PM=MN , 求多面体ABCDPMN的体积 。
解:多面体ABCDPMN显然是由两个多面体组合而成 , 一个是PAD-NBC组成的三棱柱 , 另一个是由点M和底面PABN形成的M-PABN所组成的椎体 。
对于第一个多面体由于是三棱柱 , 其底面面积为2x2/2=2, 而棱柱的高为2 , 所以有体积
V1=Sh=2x2=4,
下面求第二个多面体棱锥的体积 , 这个棱锥的底面为PABN , 其两个边可以求出为:
PN=2 , BN=2√2
所以底面PABN的面积=2x2√2=4√2
下面求棱锥的高
如图做MT垂直于PN ,
在直角三角形MPN中斜边的高MT=1 , 这点可以通过下图求出 ,
根据下图做MT垂直PN , TR垂直DC , 取S是AB的中点 ,
因为三角形NCB全等于三角形TRS , 所以∠CNB=∠RTS=45°但∠MTR=90°
所以∠MTS=90°-45°=45°
单独把三角形MST画出:
根据上图可以求出四棱锥的高h=(√2)/2
因此四棱锥的体积V2=Sh/3=4√2x(√2)/2x1/3=4/3
所以组合多面体的体积V=V1+V2=4+4/3=16/3
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