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2022年北京冬奧會(huì)標(biāo)志性場(chǎng)館--國(guó)家速滑館的設(shè)計(jì)理念來(lái)源于一個(gè)冰和速度結(jié)合的創(chuàng)意,沿著外墻面由低到高盤旋而成的“冰絲帶”,就像速度滑冰運(yùn)動(dòng)員高速滑動(dòng)時(shí)留下的一圈圈風(fēng)馳電掣的軌跡,冰上劃痕成絲帶,22條“冰絲帶”又象征北京2022年冬奧會(huì).其中“冰絲帶”呈現(xiàn)出圓形平面、橢圓形平面、馬鞍形雙曲面三種造型,這種造型富有動(dòng)感,體現(xiàn)了冰上運(yùn)動(dòng)的速度和激情.這三種造型取自于球、橢球、橢圓柱等空間幾何體,其設(shè)計(jì)參數(shù)包括曲率、撓率、面積、體積等.對(duì)幾何圖形的面積、體積計(jì)算方法的研究在中國(guó)數(shù)學(xué)史上有過(guò)輝煌的成就,如《九章算術(shù)》中記錄了數(shù)學(xué)家劉徽提出利用牟合方蓋的體積來(lái)推導(dǎo)球的體積公式,但由于不能計(jì)算牟合方蓋的體積并沒(méi)有得出球的體積計(jì)算公式.直到200年以后數(shù)學(xué)家祖沖之、祖暅父子在《綴術(shù)》提出祖暅原理:“冪勢(shì)既同,則積不容異”,才利用牟合方蓋的體積推導(dǎo)出球的體積公式.原理的意思是:兩個(gè)等高的幾何體若在所有等高處的水平截面的面積相等,則這兩個(gè)幾何體的體積相等.
(Ⅰ)利用祖暅原理推導(dǎo)半徑為R的球的體積公式時(shí),可以構(gòu)造如圖②所示的幾何體M,幾何體M的底面半徑和高都為R,其底面和半球體的底面同在平面α內(nèi).設(shè)與平面α平行且距離為d的平面β截兩個(gè)幾何體得到兩個(gè)截面,請(qǐng)?jiān)趫D②中用陰影畫出與圖①中陰影截面面積相等的圖形并給出證明;
(Ⅱ)現(xiàn)將橢圓
x
2
a
2
+
y
2
b
2
=1(a>b>0)所圍成的橢圓面分別繞其長(zhǎng)軸、短軸旋轉(zhuǎn)一周后得兩個(gè)不同的橢球A,B(如圖3),類比(Ⅰ)中的方法,探究橢球A的體積公式,并寫出橢球A,B的體積之比.

【答案】見試題解答內(nèi)容
【解答】
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發(fā)布:2024/6/27 10:35:59組卷:284引用:3難度:0.4
相似題
  • 1.如圖所示,AB為圓O的直徑,PC⊥平面ABC,Q在線段PA上.
    (1)求證:平面BCQ⊥平面ACQ;
    (2)若Q為靠近P的一個(gè)三等分點(diǎn),PC=BC=1,
    AC
    =
    2
    2
    ,求VP-BCQ的值.

    發(fā)布:2025/1/20 8:0:1組卷:36引用:3難度:0.6
  • 2.如圖,△ABC內(nèi)接于圓O,AB是圓O的直徑,AB=2,BC=1,設(shè)AE與平面ABC所成的角為θ,且tanθ=
    3
    2
    ,四邊形DCBE為平行四邊形,DC⊥平面ABC.
    (1)求三棱錐C-ABE的體積;
    (2)證明:平面ACD⊥平面ADE;
    (3)在CD上是否存在一點(diǎn)M,使得MO∥平面ADE?證明你的結(jié)論.

    發(fā)布:2025/1/20 8:0:1組卷:95引用:3難度:0.1
  • 3.如圖,AB為圓O的直徑,點(diǎn)E、F在圓O上,AB∥EF,矩形ABCD的邊BC垂直于圓O所在的平面,且AB=2,AD=EF=1.
    (Ⅰ)設(shè)CD的中點(diǎn)為M,求證:EM∥平面DAF;
    (Ⅱ)求三棱錐B-CME的體積.

    發(fā)布:2025/1/20 8:0:1組卷:16引用:1難度:0.5
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