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如图所示的几何体.是将高为2.底面半径为1的圆柱沿过旋转轴的平面切开后.将其中一半沿切面向右水平平移后形成的封闭体.分别为AB.BC.DE的中点.F为弧AB的中点.G为弧BC的中点.(1)求这个几何体

编辑:chaxungu时间:2026-04-27 15:16:57分类:高中数学题库

如图所示的几何体,是将高为2、底面半径为1的圆柱沿过旋转轴的平面切开后,将其中一半沿切面向右水平平移后形成的封闭体.数学公式分别为AB,BC,DE的中点,F为弧AB的中点,G为弧BC的中点.
(1)求这个几何体的表面积;
(2)求异面直线AF与数学公式所成的角的大小(结果用反三角函数值表示).在线课程解:(1)将圆柱按题中方法切开,再平移后接成封闭体后,该几何体的表面积比原来的圆柱表面积多了两个轴截面矩形的面积,
因此它的表面积为S表=S圆柱表+2SBCDE=(2π×12+2π×1×2)+2×2×2=6π+8; …(6分)
(2)连接AF、CG、CO2',则AF∥CG,
所以∠CGO2'或其补角为异面直线AF与GO2'所成的角.…(9分)
在△CGO2'中,GO2'=CO2'==,CG==,…(12分)
∵cos∠CGO2'==,
∴∠CGO2'=arccos,即异面直线AF与GO2'所成的角的大小为arccos.…(14分)
分析:(1)由题意,变化后形成的封闭体表面比原来的圆柱表面多了两个轴截面的面积,由此不难结合已知数据计算出它的表面积.
(2)连接AF、CG、CO2',则可得∠CGO2'或其补角为异面直线AF与GO2'所成的角.然后在△CGO2'中,计算出各边的长,利用余弦定理即可求出异面直线AF与GO2'所成的角的余弦值,从而得出异面直线AF与GO2'所成的角大小.
点评:本题将一个圆柱体一分为二,求平移后的表面积和异面直线所成角的大小,着重考查了旋转体表面积的求法和异面直线所成角等知识,属于基础题.