2020高考—立体几何(解答+答案)

1 2020年高考——立体几何

1.(20全国Ⅰ文19) (12分)

如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,ABC△是底面的内接正三角形,P为DO

上一点,∠APC=90°.

(1)证明:平面PAB⊥平面PAC;

(2)设DO

=

2

,圆锥的侧面积为3π,求三棱锥P−ABC的体积.

2.(20全国Ⅰ理18)(12分)

如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,AE为底面直径,AEAD.ABC△是

底面的内接正三角形,P为DO上一点,6

6PODO.

2 (1)证明:PA平面PBC;

(2)求二面角BPCE的余弦值.

3.(20全国Ⅱ文20)(12分)

如图,已知三棱柱ABC–A

1B

1C

1的底面是正三角形,侧面BB

1C

1C是矩形,M,N分别为

BC,B

1C

1的中点,P为AM上一点.过B

1C

1和P的平面交AB于E,交AC于F.

(1)证明:AA

1//MN,且平面A

1AMN⊥平面EB

1C

1F;

(2)设O为△A

1B

1C

1的中心,若AO=AB=6,AO//平面EB

1C

1F,且∠MPN=π

3,求四棱

锥B–EB

1C

1F的体积.

3

4.(20全国Ⅱ理20)(12分)

如图,已知三棱柱ABC-A

1B

1C

1的底面是正三角形,侧面BB

1C

1C是矩形,M,N分别为

BC,B

1C

1的中点,P为AM上一点,过B

1C

1和P的平面交AB于E,交AC于F.

(1)证明:AA

1∥MN,且平面A

1AMN⊥EB

1C

1F;

(2)设O为△A

1B

1C

1的中心,若AO∥平面EB

1C

1F,且AO=AB,求直线B

1E与平面A

1AMN

所成角的正弦值.

5.(20全国Ⅲ文 19)(12分)

如图,在长方体

1111ABCDABCD

中,点E,F分别在棱

1DD

1BB

上,且

12DEED

12BFFB

.证明:

4

(1)当ABBC时,EFAC;

(2)点

1C

在平面AEF内.

6.(20全国Ⅲ理19)(12分)

如图,在长方体

1111ABCDABCD中,点

,EF分别在棱

11,DDBB上,且

12DEED,

12BFFB.

(1)证明:点

1C

在平面AEF内;

(2)若2AB,1AD,

13AA,求二面角

1AEFA的正弦值.

5

7.(20新高考Ⅰ20)(12分)

如图,四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PD⊥底面ABCD.设平面PAD与平面PBC的交线

为l.

(1)证明:l⊥平面PDC;

(2)已知PD=AD=1,Q为l上的点,求PB与平面QCD所成角的正弦值的最大值.

6 8.(20天津17)(本小题满分15分)

如图,在三棱柱

111ABCABC

中,

1CC

平面,,2ABCACBCACBC

13CC

,点,DE

分别在棱

1AA

和棱

1CC

上,且2,1,ADCEM

为棱

11AB

的中

点.

(Ⅰ)求证:

11CMBD

(Ⅱ)求二面角

1BBED

的正弦值;

(Ⅲ)求直线AB

与平面

1DBE

所成角的正弦值.

9.(20浙江19)(本题满分15分)

如图,在三棱台ABC—DEF中,平面ACFD⊥平面ABC,∠ACB=∠ACD=45°,DC =2BC.

(Ⅰ)证明:EF⊥DB;

(Ⅱ)求直线DF与平面DBC所成角的正弦值.

7

10.(20江苏15)(本小题满分14分)

在三棱柱ABC-A

1B

1C

1中,AB⊥AC,B

1C⊥平面ABC,E,F分别是AC,B

1C的中点.

(1)求证:EF∥平面AB

1C

1;

(2)求证:平面AB

1C⊥平面ABB

1.

8

11.(20江苏22)(本小题满分10分)

在三棱锥A—BCD中,已知CB=CD

=5

,BD=2,O为BD的中点,AO⊥平面BCD,AO=2,

E为AC的中点.

(1)求直线AB与DE所成角的余弦值;

(2)若点F在BC上,满足BF=1

4BC,设二面角F—DE—C的大小为θ,求sinθ的值.

12.(20北京16)(本小题13分)

如图,在正方体

1111ABCDABCD

中,E为

1BB

的中点.

(Ⅰ)求证:

1//BC

平面

1ADE

(Ⅱ)求直线

1AA

与平面

1ADE

所成角的正弦值. 9

参考答案:

1.解:(1)由题设可知,PA=PB= PC.

由于△ABC是正三角形,故可得△PAC≌△PAB.

△PAC≌△PBC.

又∠APC =90°,故∠APB=90°,∠BPC=90°.

从而PB⊥PA,PB⊥PC,故PB⊥平面PAC,所以平面PAB⊥平面PAC.

(2)设圆锥的底面半径为r,母线长为l.

由题设可得rl

=3,222lr

解得r=1,l=

3, 从而3AB.由(1)可得222

PAPBAB,故6

2PAPBPC.

所以三棱锥P-ABC的体积为3111166

()

323228PAPBPC.

2.解:(1)设DOa

,由题设可得63

,,

63POaAOaABa, 10

2

2PAPBPCa. 因此222

PAPBAB,从而PAPB.

又222

PAPCAC,故PAPC

.

所以PA

平面PBC

. (2)以O

为坐标原点,OE的方向为y

轴正方向,||OE

为单位长,建立如图所示的

空间直角坐标系Oxyz

.

由题设可得312

(0,1,0),(0,1,0),(,,0),(0,0,)

222EACP. 所以312

(,,0),(0,1,)

222ECEP.

设(,,)xyzm

是平面PCE

的法向量,则0

0EP

EC



m

m,即2

0

2

310

22yz

xy



,

可取3

(,1,2)

3m.

由(1)知2

(0,1,)

2AP是平面PCB

的一个法向量,记APn,

则25

cos,

|||5

nm

nm

nm|.

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2020年高考数学解答题核心:立体几何综合问题(专项训练)(教师版)

2020年高考数学解答题核心:立体几何综合问题(专项训练)(教师版)

考点突破·备战高考

精选资源·战胜高考 专题08 立体几何综合问题(专项训练)

1.如图,菱形ABCD中,∠ABC=60°,AC与BD相交于点O,AE⊥平面ABCD,CF∥AE,AB=AE=2.

(1)求证:BD⊥平面ACFE;

(2)当直线FO与平面BED所成的角为45°时,求异面直线OF与BE所成的角的余弦值大小.

【答案】见解析

【解析】(1)因为四边形ABCD是菱形,所以BD⊥AC.因为AE⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD,所以BD⊥AE.因为AC∩AE=A,所以BD⊥平面ACFE.

(2)以O为原点,OA→,OB→的方向为x,y轴正方向,过O且平行于CF的直线为z轴(向上为正方向),建立空间直角坐标系,则B(0,3,0),D(0,-3,0),E(1,0,2),F(-1,0,a)(a>0),OF→=(-1,0,a).设平面EBD的法向量为n=(x,y,z),则有 n·OB→=0,n·OE→=0,即 3y=0,x+2z=0,令z=1,则n=(-2,0,1),由题意得sin 45°=|cos〈OF→,n〉|=|OF→·n||OF→||n|=|2+a|a2+1·5=22.因为a>0,所以解得a=3.所以OF→=(-1,0,3),BE→=(1,-3,2),所以cos〈OF→,BE→〉=OF→·BE→|OF→|·|BE→|=-1+610·8=54.故异面直线OF与BE所成的角的余弦值为54.

2.(2019·河南郑州模拟)如图,在△ABC中,∠ABC=π4,O为AB边上一点,且3OB=3OC=2AB,已知PO⊥平面ABC,2DA=2AO=PO,且DA∥PO.

(1)求证:平面PBAD⊥平面COD;

(2)求直线PD与平面BDC所成角的正弦值.

【答案】见解析 考点突破·备战高考

精选资源·战胜高考 【解析】(1)证明:因为OB=OC,又因为∠ABC=π4,所以∠OCB=π4,所以∠BOC=π2,即CO⊥AB.又PO⊥平面ABC,OC⊂平面ABC,所以PO⊥OC.又因为PO,AB⊂平面PAB,PO∩AB=O,所以CO⊥平面PAB,即CO⊥平面PBAD.又CO⊂平面COD,所以平面PBAD⊥平面COD.

2015-2020年高考全国卷(文)立体几何试题(含答案)

2015-2020年高考全国卷(文)立体几何试题(含答案)

2015-2020年全国卷立体几何试题(含答案)

1.(2020年全国卷1 文3).埃及胡夫金字塔是古代世界建筑奇迹之一,它的形状

可视为一个正四棱锥.以该四棱锥的高为边长的正方形面积等于该四棱锥一

个侧面三角形的面积,则其侧面三角形底边上的高与底面正方形的边长的比

值为( )

A.514 B.512 C.514 D.512

2.(2020年全国卷1 文12).已知,,ABC为球O的球面上的三个点,⊙1O为ABC△的外接圆,

若⊙1O的面积为4π,1ABBCACOO,则球O的表面积为( )

A.64π B.48π C.36π D.32π

3.(2020年全国卷1 文19).如图,D为圆锥的顶点,O是圆锥底面的圆心,

ABC△是底面的内接正三角形,P为DO上一点,∠APC=90°.

(1)证明:平面PAB⊥平面PAC;

(2)设DO=2,圆锥的侧面积为3π,求三棱锥P−ABC的体积.

4.(2020年全国卷2 文11).已知ABC是面积为439的等边三角形,

且其顶点都在球O的球面上。若球O的表面积为16,则O到平面ABC的距离为

A. 3 B. 23 C. 1 D. 23

5.(2020年全国卷2 文16).设有下列四个命题:

1p:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内。

2p:过空间中任意三点有且仅有一个平面。

3p:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行。

4p:若直线l平面,直线m平面,则lm。

则下述命题中所有真命题的序号是____________。

①41pp②21pp③32pp④43pp

6.(2020年全国卷2 文20).如图,已知三棱柱111CBAABC的底面是

正三角形,侧面CCBB11是矩形,M、N分别为BC、11CB的中点,

P为AM上一点。过11CB和P的平面交AB于E,交AC于F。

历年高考理科数学真题汇编+答案解析(5):立体几何

历年高考理科数学真题汇编+答案解析(5):立体几何

- 1 - 历年高考理科数学真题汇编+答案解析

专题5 立体几何

(2020年版)

考查频率:一般为2个小题和1个大题.

考试分值:22分

知识点分布:必修2、选修2-1

一、选择题和填空题(每题5分)

1.(2019全国I卷理12)已知三棱锥P−ABC的四个顶点在球O的球面上,PA=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是PA,AB的中点,△CEF=90°,则球O的体积为

A.68 B.64 C.62 D.6

【解析】如图所示.

在△PAC中,设△PAC=θ,PA=PB=PC=2x,EC=y,x>0,y>0,

△点E、F分别为PA、AB的中点,△xPBEF21,AE=x,

在△PAC中,由余弦定理得:xxxx21222424cos222,

在△EAC中,由余弦定理得:xyxxyx44222cos22222,

△xyxx442122,即222yx△.

△△ABC是边长为2的正三角形,△360sin2CF

△△CEF=90°,△222CFEFCE,即322yx△. - 2 - 联立△△得,22x,△PA=PB=PC=2x=2

△△ABC是边长为2的正三角形,△222ABPBPA,222ACPCPA,222BCPCPB,即PA=PB=PC两两垂直,△三棱锥P-ABC的外接球O即以PA为棱的正方体的外接球

△外接球的直径为62222PCPBPAR,△26R

△外接球O的体积为π6866π34π343RV

【答案】D

【考点】必修2 空间几何体的体积、余弦定理

2.(2019全国II卷理7)设α,β为两个平面,则α∥β的充要条件是( )

A.α内有无数条直线与β平行 B.α内有两条相交直线与β平行

C.α,β平行于同一条直线 D.α,β垂直于同一平面

2020年高考数学 空间几何体解答题 专练(含答案)

2020年高考数学 空间几何体解答题 专练(含答案)

第 1 页 共 24 页 2020年高考数学 空间几何体解答题 专练

1.如图,四棱锥P-ABCD的底面是正方形,PA⊥底面ABCD,PA=2,∠PDA=45°,点E、F分别为棱AB、PD的中点.

(1)求证:AF∥平面PCE;

(2)求证:平面PCE⊥平面PCD;

(3)求三棱锥C-BEP的体积.

2.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AB=AC,P为AA1的中点,Q为BC的中点。

(1)求证:PQ//平面A1BC1;

(2)求证:BC⊥PQ。

第 2 页 共 24 页

3.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC⊥BC,A1B与AB1交于点D,A1C与AC1交于点E.求证:

(1)DE∥平面B1BCC1;

(2)平面A1BC⊥平面A1ACC1.

4.如图,四棱锥P—ABCD的底面ABCD是平行四边形,平面PBD⊥平面ABCD,PB=PD,PA⊥PC,CD⊥PC,O,M分别是BD,PC的中点,连结OM.

(1)求证:OM∥平面PAD;

(2)求证:OM⊥平面PCD.

第 3 页 共 24 页

5.如图,在直四棱柱ABCD–A1B1C1D1中,已知底面ABCD是菱形,点P是侧棱C1C的中点.

(1)求证:AC1∥平面PBD;

(2)求证:BD⊥A1P.

6.如图,直四棱柱ABCD–A1B1C1D1的底面是菱形,AA1=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.

(1)证明:MN∥平面C1DE;

(2)求二面角A−MA1−N的正弦值.

第 4 页 共 24 页

7.在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,AD=2AB,E,F是线段BC,AB的中点.

(1)证明:ED⊥PE;

(2)在线段PA上确定点G,使得FG∥平面PED,请说明理由.

8.如图,在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,底面是棱长为1的菱形,∠ADC=60°,,M是PB的中点.

2020年高考冲刺解答题专项训练(文)-立体几何

2020年高考冲刺解答题专项训练(文)-立体几何

第 1 页 共 27 页 2020年高考冲刺解答题专项训练—数列

1、(考查面面垂直证明和点到平面距离)如图1是由正方形ABCG,直角梯形ABED,三角形BCF组成的一个平面图形,其中22ABDE,3BEBFCF,将其沿AB,BC折起使得BE与BF重合,连接DG,如图2.

(1)证明:图2中的D,E,C,G四点共面,且平面ABD平面DEC;

(2)求图2中的点A到平面BCE的距离.

2、(考查线面平行证明、三棱锥体积和线线所成角)如图,在长方体1111ABCDABCD中,1224ABBCAA,E为11AD的中点,N为BC的中点,M为线段11CD上一点,且满足11114MCDCuuuuruuuur,F为MC的中点.

(1)求证://EF平面1ADC;

(2)求三棱锥1CFCN的体积;

(3)求直线1AD与直线CF所成角的余弦值.

第 2 页 共 27 页 3、(考查图形翻折、三棱锥体积和异面直线垂直证明)如图,在矩形ABCD中,4AB,2AD,E是CD的中点,以AE为折痕将DAE向上折起,D变为'D,且平面'DAE平面ABCE.

(1)求三棱锥'ADCE的体积;

(2)求证:'ADBE;

(3)求证:平面'ABD平面BDE

4、(考查线面平行证明和求体积)如图,四棱锥PABC中,PA平面ABCD,ADBC∥,3ABADAC,4PABC==,M为线段AD上一点,2AMMD,N为PC的中点.

(I)证明MN∥平面PAB;

(II)求四面体NBCM的体积.

第 3 页 共 27 页 5、(考查线面平行证明和求体积)在四棱锥PABCD中,PA平面ABCD,M在棱PD上,且35PMPD,在底面ABCD中,10BABC,5DADC,2AC,O为对角线AC,BD的交点.

(1)证明:OMP平面PBC;

(2)若2PA,求三棱锥MPBC的体积.

2020届高考数学专题:立体几何计算问题(答案不全)

2020届高考数学专题:立体几何计算问题(答案不全)

立体几何中的计算问题

1.三视图——是观察者从三个不同位置观察同一个空间几何体而画出的图形;

2.直观图——是观察着站在某一点观察一个空间几何体而画出的图形。直观图通常是在平行投影下画出的空间图形。

3斜二测法:

1.画直观图时,把它画成对应的轴'',''oxoy,取'''45(135)xoyor,它们确定的平面表示水平平面;

2.在坐标系'''xoy中画直观图时,已知图形中平行于数轴的线段保持平行性不变,平行于x轴(或在x轴上)的线段保持长度不变,平行于y轴(或在y轴上)的线段长度减半。

结论:一般地,采用斜二测法作出的直观图面积是原平面图形面积的24倍.

例1.下列命题:①如果一个几何体的三视图是完全相同的,那么这个几何体是正方体;

②如果一个几何体的主视图和俯视图都是矩形,那么这个几何体是长方体;

③如果一个几何体的三视图都是矩形,那么这个几何体是长方体;

④如果一个几何体的主视图和左视图都是等腰梯形,那么这个几何体是圆台.其中正确的是( )

A.①② B.③ C.②③ D.④

2、异面直线所成的角

(1)定义:a、b是两条异面直线,经过空间任意一点O,分别引直线a′∥a,b′∥b,则a′和b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角.

(2)取值范围:0°<θ≤90°.

(3)求解方法

①根据定义,通过平移,找到异面直线所成的角θ;

②解含有θ的三角形,求出角θ的大小.

例2.在长方体1111ABCDABCD中,11BCCC,13ADB,则直线1AB与1BC所成角的余弦值为( ) A.33 B.66 C.77 D.1414

【答案】D

例3.直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,若∠BAC=90°,AB=AC=AA1,则异面直线

BA1与AC1所成的角为( )

A.60° B.90° C.120° D.150°

例4.在四面体ABCD中,AC与BD的夹角为30°,2AC,23BD,M,N分别是AB,CD的中点,则线段MN的长度为________.

三年 (2020-2022 ) 高考数学真题汇编 专题06立体几何(解答题)(文科专用)

专题06立体几何(解答题)(文科专用)

【2022年全国甲卷】

1.小明同学参加综合实践活动,设计了一个封闭的包装盒,包装盒如图所示:底面ABCD是边长为8(单位:cm)的正方形,,,,EABFBCGCDHDA均为正三角形,且它们所在的平面都与平面ABCD垂直.

(1)证明://EF平面ABCD;

(2)求该包装盒的容积(不计包装盒材料的厚度).

【答案】(1)证明见解析;

(2)64033.

【解析】

【分析】

(1)分别取,ABBC的中点,MN,连接MN,由平面知识可知,EMABFNBC,EMFN,依题从而可证EM平面ABCD,FN平面ABCD,根据线面垂直的性质定理可知//EMFN,即可知四边形EMNF为平行四边形,于是//EFMN,最后根据线面平行的判定定理即可证出;

(2)再分别取,ADDC中点,KL,由(1)知,该几何体的体积等于长方体KMNLEFGH的体积加上四棱锥BMNFE体积的4倍,即可解出.

(1) 如图所示:,

分别取,ABBC的中点,MN,连接MN,因为,EABFBC为全等的正三角形,所以,EMABFNBC,EMFN,又平面EAB平面ABCD,平面EAB平面ABCDAB,EM平面EAB,所以EM平面ABCD,同理可得FN平面ABCD,根据线面垂直的性质定理可知//EMFN,而EMFN,所以四边形EMNF为平行四边形,所以//EFMN,又EF平面ABCD,MN平面ABCD,所以//EF平面ABCD.

(2)

方法一:(分割法一)如图所示:

分别取,ADDC中点,KL,由(1)知,//EFMN且EFMN,同理有,//,HEKMHEKM,//,HGKLHGKL,//,GFLNGFLN,由平面知识可知,BDMN,MNMK,KMMNNLLK,所以该几何体的体积等于长方体KMNLEFGH的体积加上四棱锥BMNFE体积的4倍.

2020版高考数学 立体几何初步第1节简单几何体的结构、三视图和直观图教案(文)(含解析)北师大版

1 第1节 简单几何体的结构、三视图和直观图

最新考纲 1.认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构;2.能画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的三视图,能识别上述三视图所表示的立体模型,会用斜二测画法画出它们的直观图;3.会用平行投影方法画出简单空间图形的三视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式.

知 识 梳 理

1.简单几何体的结构特征

(1)多面体的结构特征

名称

棱柱

棱锥

棱台

图形

底面 互相平行且全等 多边形 互相平行且相似

侧棱 平行且相等 相交于一点,但不一定相等 延长线交于一点

侧面形状 平行四边形 三角形 梯形

(2)旋转体的结构特征

名称 圆柱 圆锥 圆台 球

图形

母线 互相平行且相等,垂直于底面 相交于一点 延长线交于一点

轴截面 全等的矩形 全等的等腰三角形 全等的等腰梯形 圆

侧面展开图 矩形 扇形 扇环

2.直观图

简单几何体的直观图常用斜二测画法来画,其规则是: 2 (1)在已知图形中建立直角坐标系xOy.画直观图时,它们分别对应x′轴和y′轴,两轴交于点O′,使∠x′O′y′=45°,它们确定的平面表示水平平面;

(2)已知图形中平行于x轴或y轴的线段,在直观图中分别画成平行于x′轴和y′轴的线段;

(3)已知图形中平行于x轴的线段,在直观图中保持原长度不变;平行于y轴的线段,长度为原来的12.

3.三视图

(1)三视图的名称

几何体的三视图包括主视图、左视图、俯视图.

(2)三视图的画法

①画三视图时,重叠的线只画一条,挡住的线要画成虚线.

②三视图的主视图、左视图、俯视图分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体得到的正投影图.

③观察简单组合体是由哪几个简单几何体组成的,并注意它们的组成方式,特别是它们的交线位置.

[微点提醒]

1.常见旋转体的三视图

(1)球的三视图都是半径相等的圆.

2020届高考数学(理)一轮必刷题 专题45 立体几何中的向量方法(解析版)

考点45 立体几何中的向量方法

1.(辽宁省沈阳市2019届高三教学质量监测三数学理)如图,四棱锥PABCD中,底面ABCD是边长为2的正方形,侧面PAB底面ABCD,E为PC上的点,且BE平面APC

(1)求证:平面PAD平面PBC;

(2)当三棱锥ABCP体积最大时,求二面角BACP的余弦值.

【答案】(1)见证明;(2)33.

【解析】

(1)证明:∵侧面PAB底面ABCD,侧面PAB底面ABCDAB,四边形ABCD为正方形,∴BCAB,面ABCD,

∴BC面PAB,

又AP面PAB,

∴APBC,

BE平面APC,AP面PAC,

∴BEAP,

BBEBC,,BCBE平面PBC,

∴AP面PBC,

AP面PAD,

∴平面PAD平面PBC.

(2)111323PABCCAPBVVPAPBBCPAPB,

求三棱锥ABCP体积的最大值,只需求PAPB的最大值.

令,PAxPBy,由(1)知,PAPB,

∴224xy,

而221123323PABCxyVxy,

当且仅当2xy,即2PAPB时,

ABCPV的最大值为23.

如图所示,分别取线段AB,CD中点O,F,连接OP,OF,

以点O为坐标原点,以OP,OB和OF分别作为x轴,y轴和z轴,建立空间直角坐标系xyzO.

由已知(0,1,0),(0,1,2),(1,0,0)ACP,

所以(1,1,0),(0,2,2)APAC,

令(,,)nxyz为面PAC的一个法向量,

则有0220xyyz,

∴(1,1,1)n

易知(1,0,0)m为面ABC的一个法向量,

二面角BACP的平面角为,为锐角

则13cos33nmnm.

2.(湖南省长沙市第一中学2019届高三下学期高考模拟卷一数学理)如图所示,圆O的直径AB=6,C为圆周上一点,BC=3,平面PAC垂直圆O所在平面,直线PC与圆O所在平面所成角为60°,PA⊥PC.

2020高考数学----立体几何中的建系设点问题

第八章 第 63 炼 立体几何解答题的建系设点问题 立体几何

第 63 炼 立体几何解答题的建系设点问题

在如今的立体几何解答题中,有些题目可以使用空间向量解决问题,与其说是向量运算,

不如说是点的坐标运算,所以第一个阶段:建系设点就显得更为重要,建立合适的直角坐标

系的原则有哪些?如何正确快速写出点的坐标?这是本文要介绍的内容。

一、基础知识:

(一)建立直角坐标系的原则:如何选取坐标轴

z

1、 z 轴的选取往往是比较容易的,依据的是线面垂直,即z

轴要与坐标平面 xOy 垂直,在几何体中也是很直观的,垂直

底面高高向上的即是,而坐标原点即为 z 轴与底面的交点

2、 x, y 轴的选取:此为坐标是否易于写出的关键,有这么

几个原则值得参考:

x

(1)尽可能的让底面上更多的点位于 x, y 轴上

(2)找角: x, y 轴要相互垂直,所以要利用好底面中的垂直条件

(3)找对称关系:寻找底面上的点能否存在轴对称特点

3、常用的空间直角坐标系满足 x, y, z 轴成右手系,所以在标

x, y 轴时要注意。

z

D' O y

E C'

F

4、同一个几何体可以有不同的建系方法,其坐标也会对应 A' B' J 不同。但是通过坐标所得到的结论(位置关系,角)是一致

的。 G

O C

y

5、解答题中,在建立空间直角坐标系之前,要先证明所用

x A H B I

坐标轴为两两垂直(即一个线面垂直 底面两条线垂直),

这个过程不能省略。

6、与垂直相关的定理与结论:

(1)线面垂直:

① 如果一条直线与一个平面上的两条相交直线垂直,则这条直线与该平面垂直

② 两条平行线,如果其中一条与平面垂直,那么另外一条也与这个平面垂直

③ 两个平面垂直,则其中一个平面上垂直交线的直线与另一个平面垂直

④ 直棱柱:侧棱与底面垂直

(2)线线垂直(相交垂直): H 1, ,0  , I  ,1,0 

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