最后一题通常是第八题,考的是空间几何。题目是:已知四棱锥V-ABCD,底面ABCD是边长为3的正方形,VA⊥平面ABCD,且VA=4,则此四棱锥的侧面中,所有直角三角形的面积的和是________。
核心思路就三步:找直角、算边长、加面积。
1. 找直角:
因为VA⊥底面ABCD,而底面是正方形,所以VA垂直于底面里的任何一条线。
侧面三角形VAB和VAD里,∠VAB和∠VAD是直角(VA垂直AB,VA垂直AD)。
再看侧面VBC和VCD。因为VA⊥底面,BC在底面上,所以VA⊥BC。又因为底面是正方形,所以AB⊥BC。BC同时垂直于VA和AB(VA和AB交于A点),所以BC⊥平面VAB。既然BC⊥平面VAB,那么BC就垂直于平面VAB里的任何一条线,当然包括VB。在三角形VBC中,∠VBC是直角。同理,在三角形VCD中,∠VDC也是直角。
结论:四个侧面三角形全都是直角三角形。
2. 算边长:
已知VA=4,AB=AD=3(底面边长)。
直角三角形VAB和VAD的直角边就是VA和AB(或AD),面积好算。
关键算斜边VB和VD。在Rt△VAB中,VB是斜边,根据勾股定理:VB = √(VA² + AB²) = √(4² + 3²) = √(16+9) = √25 = 5。
同理,VD也等于5。
直角三角形VBC和VCD的直角边是:一条是底边BC=CD=3,另一条就是刚算出来的斜边VB=VD=5。注意,这里的直角是∠VBC和∠VDC,所以直角边是BC和VB(CD和VD)。
3. 加面积:
△VAB面积 = (1/2) VA AB = (1/2) 4 3 = 6。
△VAD面积 = (1/2) VA AD = (1/2) 4 3 = 6。
△VBC面积 = (1/2) VB BC = (1/2) 5 3 = 7.5。
△VCD面积 = (1/2) VD CD = (1/2) 5 3 = 7.5。
总面积和 = 6 + 6 + 7.5 + 7.5 = 27。
所以答案就是27。口诀:看到线面垂直(VA⊥底面),立刻想线线垂直(VA垂直底面所有边),再用勾股定理把斜边求,面积相加就完事。