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【题目】如图,该几何体由半圆柱体与直三棱柱构成,半圆柱体底面直径D为半圆弧的中点,若异面直线BD所成角的大小为

1)证明:平面

2)求该几何体的表面积和体积;

3)求点D到平面的距离.

【答案】1)见解析(2)表面积为,体积为,(3

【解析】

1)先根据弧中点性质得,再根据直三棱柱性质得,最后根据线面垂直判定定理证结果,

2)建立空间直角坐标系,根据异面直线BD所成角利用向量数量积解得棱柱的高,再根据圆柱侧面积、柱体体积公式求几何体的表面积和体积;

3)利用等体积法求点D到平面的距离.

1)因为D为半圆弧的中点,所以

因为直三棱柱,所以平面

因为平面,所以

因为平面,所以平面

2)以A为坐标原点,AC,AB,AA1所在直线为x,y,z轴建立空间直角坐标系,设棱柱的高为

因为异面直线BD所成角的大小为,所以

几何体的表面积为

几何体的体积为

3)因为直三棱柱,所以平面

即点D到平面的距离为

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