例6 已知圆锥的侧面展开图是一个半圆,它被过底面中心O1且平行于母线AB的平面所截,若截面与圆锥侧面的交线是焦参数(焦点到准线的距离)
为p的抛物线.
(1)求圆锥的母线与底面所成的角;
(2)求圆锥的全面积.
讲解: (1)设圆锥的底面半径为R,母线长为l,
由题意得:,
即,
所以母线和底面所成的角为
(2)设截面与圆锥侧面的交线为MON,其中O为截面与
AC的交点,则OO1//AB且 w.w.w.302edu.c.o.m
在截面MON内,以OO1所在有向直线为y轴,O为原点,建立坐标系,则O为抛物的顶点,所以抛物线方程为x2=-2py,点N的坐标为(R,-R),代入方程得
R2=-2p(-R),得R=2p,l=2R=4p.
∴圆锥的全面积为.
将立体几何与解析几何相链接, 颇具新意, 预示了高考命题的新动向. 类似请思考如下问题:
一圆柱被一平面所截,截口是一个椭圆.已知椭圆的
长轴长为5,短轴长为4,被截后几何体的最短侧面母
线长为1,则该几何体的体积等于 .
例7 如图,几何体ABCDE中,△ABC是正三角形,EA和DC都垂直于平面ABC,且EA=AB=2a, DC=a,F、G分别为EB和AB的中点.
(1)求证:FD∥平面ABC;
(2)求证:AF⊥BD;
(3) 求二面角B-FC-G的正切值.
讲解: ∵F、G分别为EB、AB的中点,
∴FG=EA,又EA、DC都垂直于面ABC, FG=DC,
∴四边形FGCD为平行四边形,∴FD∥GC,又GC面ABC,
∴FD∥面ABC.
(2)∵AB=EA,且F为EB中点,∴AF⊥EB ① 又FG∥EA,EA⊥面ABC
∴FG⊥面ABC ∵G为等边△ABC,AB边的中点,∴AG⊥GC.
∴AF⊥GC又FD∥GC,∴AF⊥FD ②