立体几何1
立体几何1

立体几何1
1.如图所示,圆柱的高为2,AE 、DF 是圆柱的两条母线,过AD 作圆柱的截面交下底面于BC . (1)求证://BC EF ;
(2)若四边形ABCD 是正方形,求证BC BE ⊥; (3)在(2)的条件下,求四棱锥A BCE -的体积.
2.如图,矩形ADEF 与梯形ABCD 所在的平面互相垂直,AD CD ⊥,AB ∥C D ,
2AB AD ==,4CD =,M 为C E 的中点.
(Ⅰ)求证:B M ∥平面ADEF ; (Ⅱ)求证:BC ⊥平面BDE .
3.已知四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是边长为4的正方形, PD ABCD ⊥平面,6,,PD E F =分别为,PB AB 中点。
(1)证明:BC PDC ⊥平面; (2)求三棱锥P DEF -的体积。
4.如图,在三棱柱111ABC A B C -中,底面△ABC 是等边三角形,D 为AB 中点. (I )求证:1//BC 平面1A CD ;
(II )若四边形11BCC B 是矩形,且1CD DA ⊥,求证:三棱柱111ABC A B C -是正三棱柱.
5.如图,已知直四棱柱1111D C B A ABCD -,底面ABCD 为菱形,︒=∠120DAB ,
E 为线段1CC 的中点,
F 为线段1BD 的中点.
(Ⅰ)求证:EF ∥平面ABCD ;
(Ⅱ)当1D D
AD
的比值为多少时,⊥DF 平面EB D 1,
并说明理由.
D
1
B F
1
A 1
D E
1
C A
C。
第十四讲《立体几何中的定值问题》1定值问题分类

主 讲 : 杨茂
童嘉森特级教师工作室
明确定义
高中的立体几何教学中,我们把某些立体几何图 形在变化过程中,几何元素的几何量保持不变,或 几何元素间的某些几何性质或位置关系不变,这些 图形变化中的不变因素称之为定值,与之相关的问 题称为定值问题 .
立体几何中定值问题的分类:
定值问题的结论主要可分为定积、定比、定长、 定角、线段比的和或积为定值、内蕴定值.
1.定积(面积、体积、线段长之积)
示例:在三条平行但不共面的直线上各任取相
等的线段,证明:这样形成的三棱柱的体积
及侧面积都是常量.
C
A
B
2.定长(线段的长或和为定值)
示例:设四面体有一双对棱相等,证明:平行于
这二棱的任一平面截其余四条棱所得四边形的
周长为一定ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.
V
G
F
C
A
H
E B
3.定比(线段比、面积比、体积比)
内任一点,P 在a 上的射影为O ,P关于, 的对
称点分别是A, B,求证:AOB大小不变.
5.线段比的和或积为定值 示例:在空间四边形 ABCD中,作一平面平行于BD ,与AB, BC,CD, DA 分别相交于E, F,G, H, 证明:AE BF CG DH 1 .
EB FC GD HA
求证:tan tan 是定值.
V
E
D
A
B
C
同学们,再见!
课程名称:《立体几何中的定值问题》 课程类型:讲授型 教案设计:杨茂 指导老师:王秀彩 制作单位:北京市朝阳外国语学校 制作人:杨茂 制作时间:2016年10月
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1.立体几何中基本概念、公理、定理、推论

1.⽴体⼏何中基本概念、公理、定理、推论⽴体⼏何中基本概念、公理、定理、推论1. 三个公理和三条推论:(1)公理1:⼀条直线的两点在⼀个平⾯内,那么这条直线上的所有的点都在这个平⾯内.这是判断直线在平⾯内的常⽤⽅法.(2)公理2:如果两个平⾯有⼀个公共点,它们有⽆数个公共点,⽽且这⽆数个公共点都在同⼀条直线上.这是判断⼏点共线(证这⼏点是两个平⾯的公共点)和三条直线共点(证其中两条直线的交点在第三条直线上)的⽅法之⼀.(3)公理3:经过不在同⼀直线上的三点有且只有⼀个平⾯.推论1:经过直线和直线外⼀点有且只有⼀个平⾯.推论2:经过两条相交直线有且只有⼀个平⾯.推论3:经过两条平⾏直线有且只有⼀个平⾯.公理3和三个推论是确定平⾯的依据.2. 直观图的画法(斜⼆侧画法规则):在画直观图时,要注意:(1)使045x o y '''∠=(或0135),x o y '''所确定的平⾯表⽰⽔平平⾯.(2)已知图形中平⾏于x 轴和z 轴的线段,在直观图中保持长度和平⾏性不变,平⾏于y 轴的线段平⾏性不变,但在直观图中其长度为原来的⼀半.3. 公理4:平⾏于同⼀直线的两直线互相平⾏.(即平⾏直线的传递性)等⾓定理:如果⼀个⾓的两边和另⼀个⾓的两边分别平⾏并且⽅向相同,那么这两个⾓相等. (此定理说明⾓平移后⼤⼩不变) 若⽆“⽅向相同”,则这两个⾓相等或互补.4. 空间直线的位置关系:(1)相交直线――有且只有⼀个公共点.(2)平⾏直线――在同⼀平⾯内,没有公共点.(3)异⾯直线――不在同⼀平⾯内,也没有公共点.5. 异⾯直线⑴异⾯直线定义:不同在任何⼀个平⾯内的两条直线叫做异⾯直线.⑵异⾯直线的判定:连结平⾯内⼀点与平⾯外⼀点的直线,和这个平⾯内不经过此点的直线是异⾯直线.⑶异⾯直线所成的⾓:已知两条异⾯直线a 、b ,经过空间任⼀点O 作直线a '、b ',使//a a '、//b b ',把a '与b '所成的锐⾓(或直⾓)叫做异⾯直线a 、b 所成的⾓(或夹⾓).⑷异⾯直线所成的⾓的求法:⾸先要判断两条异⾯直线是否垂直,若垂直,则它们所成的⾓为900;若不垂直,则利⽤平移法求⾓,⼀般的步骤是“作(找)—证—算”.注意,异⾯直线所成⾓的范围是π0,2??;求异⾯直线所成⾓的⽅法:计算异⾯直线所成⾓的关键是平移(中点平移,顶点平移以及补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的⼏何体,如正⽅体、平⾏六⾯体、长⽅体等,以便易于发现两条异⾯直线间的关系)转化为相交两直线的夹⾓. ⑸两条异⾯直线的公垂线:①定义:和两条异⾯直线都垂直且相交的直线,叫做异⾯直线的公垂线;两条异⾯直线的公垂线有且只有⼀条.⽽和两条异⾯直线都垂直的直线有⽆数条,因为空间中,垂直不⼀定相交.②证明:异⾯直线公垂线的证明常转化为证明公垂线与两条异⾯直线分别垂直.⑹两条异⾯直线的距离:两条异⾯直线的公垂线在这两条异⾯直线间的线段的长度.6. 直线与平⾯的位置关系:(1)直线在平⾯内;(2)直线与平⾯相交.其中,如果⼀条直线和平⾯内任何⼀条直线都垂直,那么这条直线和这个平⾯垂直.注意:任⼀条直线并不等同于⽆数条直线;(3)直线与平⾯平⾏.其中直线与平⾯相交、直线与平⾯平⾏都叫作直线在平⾯外.平⾯与平⾯的位置关系:(1)平⾏――没有公共点;(2)相交――有⼀条公共直线.7.线⾯平⾏、⾯⾯平⾏⑴直线与平⾯平⾏的判定定理: 如果不在⼀个平⾯(α)内的⼀条直线(l )和平⾯(α)内的⼀条直线(m )平⾏,那么这条直线(l )和这个平⾯(α)平⾏.,,////l m l m l ααα (作⽤:线线平⾏?线⾯平⾏)⑵直线与平⾯平⾏的性质定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)平⾏,经过这条直线(l )的平⾯(β)和这个平⾯(α)相交(设交线是m ),那么这条直线(l )和交线(m )平⾏.//,,//l l m l m αβαβ??=? (作⽤: 线⾯平⾏?线线平⾏)⑶平⾯与平⾯平⾏的判定定理:如果⼀个平⾯(β)内有两条相交直线(,a b )分别平⾏于另⼀个平⾯(α),那么这两个平⾯(,βα)平⾏.,,,//,////a b a b P a b ββααβα=? (作⽤:线⾯平⾏?⾯⾯平⾏)推论:如果⼀个平⾯(β)内有两条相交直线(,a b )分别平⾏于另⼀个平⾯(α)内的两条直线(,a b ''), 那么这两个平⾯(,βα)平⾏.,,,,,//,////a b a b P a b a a b b ββααβα''''=(作⽤: 线线平⾏?⾯⾯平⾏) ⑷平⾯与平⾯平⾏的性质定理:如果两个平⾏平⾯(,αβ)同时与第三个平⾯(γ)相交(设交线分别是,a b ),那么它们的交线(,a b )平⾏.//,,//a b a b αβαγβγ?=?=? (作⽤: ⾯⾯平⾏?线线平⾏)推论:如果两个平⾯(,αβ)平⾏,则⼀个平⾯(α)内的⼀条直线(a )平⾏于另⼀个平⾯(β). //,//a a αβαβ?? (作⽤: ⾯⾯平⾏?线⾯平⾏)8.线线垂直、线⾯垂直、⾯⾯垂直⑴直线与平⾯垂直的判定定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)内的两条相交直线(,m n )都垂直,那么这条直线(l )垂直于这个平⾯(α).,,,,l m l n m n m n P l ααα⊥⊥=?⊥ (作⽤: 线线垂直?线⾯垂直)⑵直线与平⾯垂直的性质定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)垂直,那么这条直线(l )和这个平⾯(α)内的任意⼀条直线(m )垂直.,l m l m αα⊥??⊥ .⑶三垂线定理: 其作⽤是证两直线异⾯垂直和作⼆⾯⾓的平⾯⾓①定理: 在平⾯内的⼀条直线,如果它和这个平⾯的⼀条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直.②逆定理:在平⾯内的⼀条直线,如果它和这个平⾯的⼀条斜线,那么它也和这条斜线在平⾯内的射影垂直.(作⽤: 线线垂直?线线垂直)⑷平⾯与平⾯垂直的判定定理: 如果⼀个平⾯(α)经过另⼀个平⾯(β)的⼀条垂线(l ),那么这两个平⾯(,αβ)互相垂直.,l l βααβ⊥??⊥ (作⽤: 线⾯垂直?⾯⾯垂直)⑸平⾯与平⾯垂直的性质定理:如果两个平⾯(,αβ)垂直,那么在⼀个平⾯(α)内垂直于它们交线(m )的直线(l )垂直于另⼀个平⾯(β).,,,m l l m l αβαβαβ⊥?=?⊥?⊥ (作⽤: ⾯⾯垂直?线⾯垂直)9. 直线和平⾯所成的⾓⑴最⼩⾓定理:平⾯的斜线和它在平⾯内的射影所成的⾓,是这条斜线和这个平⾯内任意⼀条直线所成的⾓中最⼩的⾓.满⾜关系式:12cos cos cos θθθ=?θ是平⾯的斜线与平⾯内的⼀条直线所成的⾓;1θ是平⾯的斜线与斜线在平⾯内的射影所成的⾓;2θ是斜线在平⾯内的射影与平⾯内的直线所成的⾓.⑵直线和平⾯所成的⾓: 平⾯的⼀条斜线和它在平⾯内的射影所成的锐⾓,叫这条直线和这个平⾯所成的⾓. 范围:[0,90]10.⼆⾯⾓⑴⼆⾯⾓的定义:从⼀条直线出发的两个半平⾯所组成的图形叫做⼆⾯⾓.这条直线叫做⼆⾯⾓的棱,每个半平⾯叫做⼆⾯⾓的⾯.棱为l ,两个⾯分别是α、β的⼆⾯⾓记为l αβ--.⼆⾯⾓的范围:[0,]π⑵⼆⾯⾓的平⾯⾓:在⼆⾯⾓的棱上取⼀点,在⼆⾯⾓的⾯内分别作两条垂直于棱的射线,这两条射线所成的⾓叫做⼆⾯⾓的平⾯⾓.11.空间距离⑴点到平⾯的距离:⼀点到它在⼀个平⾯内的正射影的距离.⑵直线到与它平⾏平⾯的距离:⼀条直线上的任⼀点到与它平⾏的平⾯的距离.⑶两个平⾏平⾯的距离:两个平⾏平⾯的公垂线段的长度.⑷异⾯直线的距离12. 多⾯体有关概念:(1)多⾯体:由若⼲个平⾯多边形围成的空间图形叫做多⾯体.围成多⾯体的各个多边形叫做多⾯体的⾯.多⾯体的相邻两个⾯的公共边叫做多⾯体的棱.(2)多⾯体的对⾓线:多⾯体中连结不在同⼀⾯上的两个顶点的线段叫做多⾯体的对⾓线.(3)凸多⾯体:把⼀个多⾯体的任⼀个⾯伸展成平⾯,如果其余的⾯都位于这个平⾯的同⼀侧,这样的多⾯体叫做凸多⾯体.13.棱柱⑴棱柱的定义: 有两个⾯互相平⾏,其余每相邻两个⾯的交线互相平⾏,这样的多⾯体叫棱柱.两个互相平⾏的⾯叫棱柱的底⾯(简称底);其余各⾯叫棱柱的侧⾯;两侧⾯的公共边叫棱柱的侧棱;两底⾯所在平⾯的公垂线段叫棱柱的⾼(公垂线段长也简称⾼).⑵棱柱的分类:侧棱不垂直于底⾯的棱柱叫斜棱柱.侧棱垂直于底⾯的棱柱叫直棱柱.底⾯是正多边形的直棱柱叫正棱柱.棱柱的底⾯可以是三⾓形、四边形、五边形……这样的棱柱分别叫三棱柱、四棱柱、五棱柱……⑶棱柱的性质:①棱柱的各个侧⾯都是平⾏四边形,所有的侧棱都相等,直棱柱的各个侧⾯都是矩形,正棱柱的各个侧⾯都是全等的矩形.②与底⾯平⾏的截⾯是与底⾯对应边互相平⾏的全等多边形.③过棱柱不相邻的两条侧棱的截⾯都是平⾏四边形.⑷平⾏六⾯体、长⽅体、正⽅体:底⾯是平⾏四边形的四棱柱是平⾏六⾯体.侧棱与底⾯垂直的平⾏六⾯体叫直平⾏六⾯体,底⾯是矩形的直平⾏六⾯体叫长⽅体,棱长都相等的长⽅体叫正⽅体.⑸①平⾏六⾯体的任何⼀个⾯都可以作为底⾯;②平⾏六⾯体的对⾓线交于⼀点,并且在交点处互相平分;③平⾏六⾯体的四条对⾓线的平⽅和等于各棱的平⽅和;④长⽅体的⼀条对⾓线的平⽅等于⼀个顶点上三条棱长的平⽅和.14.棱锥⑴棱锥的定义: 有⼀个⾯是多边形,其余各⾯是有⼀个公共顶点的三⾓形,这样的多⾯体叫棱锥其中有公共顶点的三⾓形叫棱锥的侧⾯;多边形叫棱锥的底⾯或底;各侧⾯的公共顶点()S ,叫棱锥的顶点,顶点到底⾯所在平⾯的垂线段()SO ,叫棱锥的⾼(垂线段的长也简称⾼).⑵棱锥的分类:(按底⾯多边形的边数)分别称底⾯是三⾓形,四边形,五边形……的棱锥为三棱锥,四棱锥,五棱锥…… ⑶棱锥的性质:定理:如果棱锥被平⾏于底⾯的平⾯所截,那么所得的截⾯与底⾯相似,截⾯⾯积与底⾯⾯积⽐等于顶点到截⾯的距离与棱锥⾼的平⽅⽐.中截⾯:经过棱锥⾼的中点且平⾏于底⾯的截⾯,叫棱锥的中截⾯⑷正棱锥:底⾯是正多边形,顶点在底⾯上的射影是底⾯的中⼼的棱锥叫正棱锥.⑸正棱锥的性质:①正棱锥的各侧棱相等,各侧⾯都是全等的等腰三⾓形,各等腰三⾓形底边上的⾼(叫斜⾼)也相等。
《创新设计·高考一轮总复习》数学 立体几何 第1讲

B.棱锥 D.都不对
从俯视图来看,上、下底面都是正方形,但大小不一
样,可以判断是棱台. 答案 A
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
3.用任意一个平面截一个几何体,各个截面都是圆面,则 这个几何体一定是 ( ).
A.圆柱
C.球体 解析
B.圆锥
D.圆柱、圆锥、球体的组合体
当用过高线的平面截圆柱和圆锥时,截面分别为矩
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.
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
3.直观图 空间几何体的直观图常用 斜二测 画法来画,其规则是:
(1)原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中,x′轴、y′
体是直四棱柱.
答案 是
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
考向一 空间几何体的结构特征 【例1】►给出下列四个命题: ①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点,则这两点的连 线是圆柱的母线; ②底面为正多边形,且有相邻两个侧面与底面垂直的棱柱 是正棱柱; ③直角三角形绕其任一边所在直线旋转一周所形成的几何 体都是圆锥;
(2)通过反例对结构特征进行辨析,即要说明一个命题是错误 的,只要举出一个反例即可.
抓住3个考点
突破3个考向
揭秘3年高考
【训练1】 给出下列四个命题: ①有两个侧面是矩形的棱柱是直棱柱;
②侧面都是等腰三角形的棱锥是正棱锥;
③侧面都是矩形的直四棱柱是长方体; ④若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱. 其中不正确的命题的个数是________个.
形和三角形,只有球满足任意截面都是圆面. 答案 C
高中数学第二章空间向量与立体几何1从平面向量到空间向量ppt课件

→ —→ (2)〈AB,C1A1〉; 解答 〈A→B,C—1→A1〉=π-〈A→B,A—1→C1〉=π-π4=34π.
→ —→ (3)〈AB,A1D1〉.
解答
〈A→B,A—1→D1〉=〈A→B,A→D〉=π2.
引申探求 →→
在本例中,求〈AB1,DA1〉. 解答
如图,衔接B1C,那么B1C∥A1D, →→
梳理
间向量的夹角
(1)文字表达:a,b是空间中两个非零向量,过空间恣意一点O,作
→ OA
=a,O→B=b,那么∠AOB 叫作向量a与向量b的夹角,记作〈a,b〉 .
(2)图形表示:
角度
表示
〈a,b〉=__0_
〈a,b〉是_锐__角__
〈a,b〉是_直__角__ 〈a,b〉是_钝__角__〈a,b〉 Nhomakorabea_π__
第二章 空间向量与立体几何
§1 从平面向量到空间向量
学习目的 1.了解空间向量的概念. 2.了解空间向量的表示法,了解自在向量的概 念. 3.了解空间向量的夹角. 4.了解直线的方向向量与平面的法向量的概念.
内容索引
问题导学 题型探求 当堂训练
问题导学
知识点一 空间向量的概念
思索1
类比平面向量的概念,给出空间向量的概念. 答案 在空间中,把具有大小和方向的量叫作空间向量.
答案 解析
研讨长方体的模型可知,一切顶点两两相连得到的线段中,长度为1 的线段只需4条,故模为1的向量有8个.
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5.在直三棱柱ABC-A1B1C1中,以下向量可以作为平面ABC法向量的 是②__③____.(填序号)答案
No Image
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规律与方法
在空间中,一个向量成为某直线的方向向量的条件包含两个方面:一是 该向量为非零向量;二是该向量与直线平行或重合.二者缺一不可. 给定空间中恣意一点A和非零向量a,就可以确定独一一条过点A且平行 于向量a的直线.
立体几何的基本概念

立体几何的基本概念立体几何是几何学的一个重要分支,研究物体的形状、大小、相对位置及其性质等问题。
在立体几何中,有一些基本概念是我们必须了解的。
本文将为您介绍一些立体几何的基本概念。
1. 点、线和面在立体几何中,点是最基本的概念,它没有大小和形状,只有位置。
线是由点组成,具有长度但没有宽度和厚度。
面是由线组成,具有长度和宽度,没有厚度。
这三个基本概念是构成立体几何的基础。
2. 多面体多面体是由平面多边形组成的立体图形。
常见的多面体有立方体、四面体、六面体等。
立方体是一种具有六个面的多面体,每个面都是一个正方形。
四面体是一种具有四个面的多面体,其中三个面相交于一点,称为顶点。
六面体是一种具有六个面的多面体,每两个面都平行。
3. 对称性对称性是立体几何中常见的概念,指一个物体在某一变换下保持不变。
常见的对称性有平面对称和中心对称。
平面对称是指一个物体在某个平面上对称,即该平面将物体分为两部分,两部分互为镜像。
中心对称是指一个物体围绕一个点旋转180度后重合。
4. 体积和表面积体积是指立体图形所占的空间大小,它是立体图形所有部分的容积之和。
常见的计算体积的公式有立方体的体积公式、圆柱的体积公式等。
表面积是指立体图形外部的总面积,常见的计算表面积的公式有正方体的表面积公式、立方体的表面积公式等。
5. 平行投影和透视投影在立体几何中,我们通常用平行投影和透视投影来描述立体图形。
平行投影是指物体中的平行线经过投影后仍然保持平行。
透视投影是指从视点处看立体图形时,远离视点的物体较近离视点的物体更小,两条平行线投影到视平面上时不再平行。
6. 空间几何关系在立体几何中,我们还需要了解一些空间几何关系,如垂直、平行、相交等。
垂直是指两条线或两个面相交成直角。
平行是指两条线或两个面永不相交。
相交是指两条线或两个面有一个或多个公共点。
通过了解这些基本概念,我们可以更好地理解立体几何,解决与立体图形相关的问题。
掌握这些基本概念是学习和应用立体几何的基础,希望本文对您有所帮助。
高二数学立体几何(1)

平面的基本性质,两直线的位置关系一、选择题(本题每小题5分,共50分)1.若直线上有两个点在平面外,则 ( )A .直线上至少有一个点在平面内B .直线上有无穷多个点在平面内C .直线上所有点都在平面外D .直线上至多有一个点在平面内 2.在空间中,下列命题正确的是 ( ) A .对边相等的四边形一定是平面图形B .四边相等的四边形一定是平面图形C .有一组对边平行且相等的四边形是平面图形D .有一组对角相等的四边形是平面图形 3.在空间四点中,无三点共线是四点共面的 ( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充分必要条件D .既不充分又不必要条件4.用一个平面去截正方体,则截面形状不可能是( )A .正三角形B .正方形C .正五边形D .正六边形 5.如图:正四面体S -ABC 中,如果E ,F 分别是SC ,AB 的中点, 那么异面直线EF 与SA 所成的角等于 ( ) A .90° B .45°C .60°D .30°6.一条直线与两条平行线中的一条是异面直线,那么它与另一条直线的位置关系是( )A .相交B .异面C .平行D .相交或异面7.异面直线a 、b 成60°,直线c ⊥a ,则直线b 与c 所成的角的范围为 ( )A .[30°,90°]B .[60°,90°]C .[30°,60°]D .[60°,120°]8.右图是正方体的平面展开图,在这个正方体中,① BM 与ED 平行; ② CN 与BE 是异面直线;③ CN 与BM 成60角; ④ DM 与BN 垂直.以上四个命题中,正确命题的序号是( )A .①②③B .②④C .③④D .②③④9.梯形ABCD 中AB//CD ,AB ⊂平面α,CD ⊄平面α,则直线CD 与平面α内的直线的位 置关系只能是 ( ) A .平行 B .平行或异面 C .平行或相交 D .异面或相交 10.在空间四边形ABCD 中,E 、F 分别为AB 、AD 上的点,且AE :EB =AF :FDN D C ME A B F=1 :4,又H 、G 分别为BC 、CD 的中点,则 ( ) A .BD//平面EFGH 且EFGH 是矩形 B .EF//平面BCD 且EFGH 是梯形C .HG//平面ABD 且EFGH 是菱形 D .HE//平面ADC 且EFGH 是平行四边形二.填空题(本题每小题6分,共24分)11.若直线a, b 与直线c 相交成等角,则a, b 的位置关系是 .12.在四面体ABCD 中,若AC 与BD 成60°角,且AC =BD =a ,则连接AB 、BC 、CD 、DA 的中点的四边形面积为 .13.在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =BC =3,AA 1=4,则异面直线AB 1与 A 1D 所成的角的余弦值为 .14.把边长为a 的正方形ABCD 沿对角线BD 折起,使A 、C 的距离等于a ,如图所示,则异面直线AC 和BD 的距离为 . 三、解答题(共76分)15.(12分)已知△ABC 三边所在直线分别与平面α交于P 、Q 、R 三点,求证:P 、Q 、R 三点共线 .16.(12分)在空间四边形ABCD 中,M 、N 、P 、Q 分别是四边上的点,且满足PDCPQD AQ NB CN MB AM ====k .求证:M 、N 、P 、Q 共面.17.(12分)已知:平面,//,,,a c c A a b b a 且平面βαβα⊂=⋂⊂=⋂求证:b 、c 是异面直线18.(12分)如图,已知空间四边形ABCD 中,AB =CD =3,E 、F 分别是BC 、AD 上的点,并且BE ∶EC =AF ∶FD =1∶2,EF =7,求AB 和CD 所成角的大小.19.(14分)四面体A-BCD 的棱长均为a ,E 、F 分别为楞AD 、BC 的 中点,求异面直线AF 与CE 所成的角的余弦值.20.(14分)在棱长为a的正方体ABCD—A′B′C′D′中,E、F分别是BC、A′D′的中点.(2)求直线A′C与DE所成的角;直线和平面的位置关系一、选择题(本题每小题5分,共50分)1.下列命题:① 一条直线在平面内 的射影是一条直线;② 在平面内射影是直线的图形一 定是直线;③ 在同一平面内的射影长相等,则斜线长相等;④ 两斜线与平面所成的角 相等,则这两斜线互相平行.其中真命题的个数是 ( )A .0个B .1个C .2个D .3个2.下列命题中正确的是 ( )A .若平面M 外的两条直线在平面M 内的射影为一条直线及此直线外的一个点,则这两条直线互为异面直线B .若平面M 外的两条直线在平面M 内的射影为两条平行直线,则这两条直线相交C .若平面M 外的两条直线在平面M 内的射影为两条平行直线,则这两条直线平行D .若平面M 外的两条直线在平面M 内的射影为两条互相垂直的直线,则这两条直线垂直3.相交成60°的两条直线与一个平面α所成的角都是45°,那么这两条直线在平面α内的 射影所成的角是 ( )A .30°B .45°C .60°D .90°4.已知A 、B 两点在平面α的同侧,AC ⊥α于C ,BD ⊥α于D ,并且AD ∩BC =E ,EF ⊥α于F ,AC =a ,BD=b ,那么EF 的长等于 ( )A .b a ab +B .ab b a +C .b a 2+D .2ba +5.P A 、PB 、PC 是从P 点引出的三条射线,每两条夹角都是60°,那么直线PC 与平面P AB 所成角的余弦值是( )A .21B .22C .36 D .33 6.Rt △ABC 中,∠B =90°,∠C =30°,D 是BC 的中点,AC =2,DE ⊥平面ABC ,且DE =1,则点E 到斜边AC 的距离是 ( )A .25 B .211 C .27 D .419 7.如图,PA ⊥矩形ABCD ,下列结论中不正确的是( ) A .PB ⊥BC B .PD ⊥CD C .PD ⊥BD D .PA ⊥BD8.如果α∥β,AB 和AC 是夹在平面α与β之间的 两条线段,AB ⊥AC ,且AB =2,直线AB 与平面α所成的角为30°,那么线段AC 的长的取值范围是( )A. B .[1,)+∞ C. D.)+∞9.若a , b 表示两条直线,α表示平面,下面命题中正确的是 ( ) A .若a ⊥α, a ⊥b ,则b //α B .若a //α, a ⊥b ,则b ⊥αC .若a ⊥α,b ⊂α,则a ⊥bD .若a //α, b //α,则a //b10.如果直角三角形的斜边与平面α平行,两条直角边所在直线与平面α所成的角分别为 21θθ和,则 ( ) A .1sin sin 2212≥+θθ B .1sin sin 2212≤+θθC .1sin sin 2212>+θθD .1sin sin 2212<+θθ二、填空题(本题每小题6分,共24分)11.已知△ABC ,点P 是平面ABC 外一点,点O 是点P 在平面ABC 上的射影,(1)若点P 到△ABC 的三个顶点的距离相等,那么O 点一定是△ABC 的 ;(2)若点P 到△ABC 的三边所在直线的距离相等且O 点在△ABC 内,那么O 点一定是△ABC 的 .12.已知△ABC 中,AB=9,AC=15,∠BAC=120°,△ABC 所在平面外一点P 到此三角形 三个顶点的距离都是14,则点P 到平面ABC 的距离是 13.如图所示,矩形ABEF 与矩形EFDC 相交于EF , 且BE ⊥CE ,AB =CD =4,BE =3,CE =2, ∠EAC =α,∠ACD =β,则cos α∶cos β= .14.AB ∥CD ,它们都在平面α内,且相距28.EF ∥α,且相距15. EF ∥AB ,且相距17.则EF 和CD 间的距离为 . 三、解答题(共76分) 15.(12分)如图,在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,求A 1B 和平面A 1B 1CD 所成的角.16.(12分)A 是△BCD 所在平面外的点,∠BAC=∠CAD=∠DAB=60°,AB=3,AC=AD=2. (1)求证:AB ⊥CD ;(2)求AB 与平面BCD 所成角的余弦值.17.(12分)如图,已知矩形ABCD 所在平面外一点P ,P A ⊥平面ABCD ,E 、F 分别是AB 、PC 的中点.(1)求证:EF ∥平面P AD ; (2)求证:EF ⊥CD ;(3)若∠PDA =45︒,求EF 与平面ABCD 所成的角的大小.18.(12分)在ABC ∆中,︒=∠75BAC ,线段VA ⊥平面ABC ,点A 在平面VBC 上的射影为H.求证:H 不可能是VBC ∆的垂心.19.(14分)AB 是⊙O 的直径,C 为圆上一点,AB =2,AC =1, P 为⊙O 所在平面外一点,且PA ⊥⊙O , PB 与平面所成角为45 (1)证明:BC ⊥平面PAC ; (2)求点A 到平面PBC 的距离.20.(14分)如图所示,在斜边为AB的Rt△ABC中,过A作P A⊥平面ABC,AM⊥PB于M,AN⊥PC于N.(2)求证:PB⊥面AMN.(3)若P A=A B=4,设∠BPC=θ,试用tanθ表示△AMN的面积,当tanθ取何值时,△AMN的面积最大?最大面积是多少?平面和平面的位置关系一、选择题:本大题共12个小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.1.下列命题中正确的是 ( ) A .垂直于同一平面的两平面平行 B .垂直于同一直线的两平面平行 C .与一直线成等角的两平面平行 D .Rt ∠ABC 在平面α的射影仍是一个直角,则∠ABC 所在平面与平面α平行 2.ABCD 是一个四面体,在四个面中最多有几个是直角三角形 ( ) A .1 B .2 C .3 D .4 3.已知m 、n 是不重合的直线,α、β是不重合的平面,有下列命题: ①若m ⊂α、n ∥β,则m ∥n ; ②若m ∥α、n ∥β,则α∥β; ③若α∩β=n ,m ∥n ,则m ∥α,m ∥β;④若m ⊥α,m ⊥β,则α∥β. 其中真命题的个数是 ( ) A .0 B .1 C .2 D .3 4.已知二面角α-AB -β的平面角为θ,α内一点C 到β的距离为3,到棱AB 的距离为4, 则tan θ等于 ( )A .34B .35CD5.下列命题:① 若直线a //平面α,平面α⊥平面β,则α⊥β; ② 平面α⊥平面β,平 面β⊥平面γ,则α⊥γ;③ 直线a ⊥平面α,平面α⊥平面β,则a //β; ④ 平面α// 平面β,直线a ⊂平面α,则a //β.其中正确命题的个数是 ( ) A .1 B .2 C .3 D .4 6.二面角α-AB -β的平面角为锐角,C 是α内的一点 (它不在棱AB 上),点D 是C 在平面β内的射影,点E 是AB 上满足∠CEB 为锐角的任意一点,那么( ) A .∠CEB>∠DEB B .∠CEB<∠DEB C .∠CEB=∠DEB D .无法确定7.如果直线l 、m 与平面α、β、γ满足:l βγ=⋂,//l α,,m m αγ⊂⊥,那么必有( ) A .,l m αγ⊥⊥ B .,//m αγβ⊥ C .//,m l m β⊥ D .//,αβαβ⊥ 8.已知:矩形ADEF ⊥矩形BCEF ,记∠DBE =α, ∠DCE =β,∠BDC =θ,则 ( ) A .sin α=sin βsin θ B .sin β=sin αcos θ C .cos α=cos βcos θ D .cos β=cos αcos θ9.若有平面α与β,且l P P l ∉α∈β⊥α=βα,,, ,则下列命题中的假命题为 ( )A .过点P 且垂直于α的直线平行于βB .过点P 且垂直于l 的平面垂直于βC .过点P 且垂直于β的直线在α内D .过点P 且垂直于l 的直线在α内10.空间三条射线PA ,PB ,PC 满足∠APC=∠APB=60°,∠BPC=90°,则二面角B-PA-C的度数 ( )A .等于90°B .是小于120°的钝角C .是大于等于120°小于等于135°的钝角D .是大于135°小于等于150°的钝角二、填空题:本大题满分24分,每小题6分,各题只要求直接写出结果. 11.如图所示,E 、F 、G 是正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1相应棱的中点,则(1)面EFG 与面ABCD 所成的角为 ;(2)面EFG 与面ADD 1A 1所成的角为 . 12.斜线PA 、PB 于平面α分别成40°和60°,则∠APB 的取值范围为13.在直角△ABC 中,两直角边AC =b ,BC =a ,CD ⊥AB 于D , 把这个Rt △ABC 沿CD 折成直二面角A -CD -B 后, cos ∠ACB = .14.如图,两个矩形ABCD 和ABEF 中,AD =AF =1, DC =EF =,则AB 与CF 所成角θ的大小范 围是 .三、解答题:本大题满分76分. 15.(本小题满分12分).//,,//,,,:αββαb b a a b a 且且是异面直线已知⊂⊂ 求证:βα//.16.(本小题满分12分)正方体ABCD-A ′B ′C ′D ′棱长为1.(1)证明:面A ′BD ∥面B ′CD ′; (2)求点B ′到面A ′BD 的距离.(14分)17.(本小题满分12分)如图,平面α∥平面β,点A 、C ∈α,B 、D ∈β,点E 、F 分别在线段AB 、CD 上,且FDCFEB AE =,求证:EF ∥β.18.(本小题满分12分)如图,四面体ABCD 中,△ABC 与△DBC 都是边长为4的正三角形.(1)求证:BC ⊥AD ;(2)若点D 到平面ABC 的距离不小于3,求二面角A —BC —D 的平面角的取值范围; (3)求四面体ABCD 的体积的最大值.19.(本小题满分14分)在长方体1111D C B A ABCD -中,11==AD AA ,底边AB 上有且 只有一点M 使得平面⊥DM D 1平面MC D 1. (1)求异面直线C C 1与M D 1的距离; (2)求二面角D C D M --1的大小.20.(本小题满分14分)如图,在正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别是BB 1、CD 的中点. (1)证明AD ⊥D 1F; (2)求AE 与D 1F 所成的角; (3)证明面AED ⊥面A 1FD 1;(4)111112ED A F V ED A F AA --=的体积,求三棱锥设.空间角和距离一、选择题(本大题共10个小题,每小题5分,共50分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.直线m 与平面α间距离为d ,那么到m 与α距离都等于2d 的点的集合是 ( )A .一个平面B .一条直线C .两条直线D .空集2.异面直线a 、b 所成的角为θ,a 、b 与平面α都平行,b ⊥平面β,则直线a 与平面β所成的角 ( ) A .与θ相等 B .与θ互余 C .与θ互补 D .与θ不能相等.3.在正方体ABCD —A 'B 'C 'D '中,BC '与截面BB 'D 'D 所成的角为 ( )A .3π B .4π C .6πD .arctan24.在正方形SG 1G 2G 3中,E ,F 分别是G 1G 2及G 2G 3的中点,D 是EF 的中点,现在沿SE ,SF 及EF 把这个正方形折成一个四面体,使G 1,G 2,G 3三点重合,重合后的点记为G ,那么,在四面体S -EFG 中必有 ( ) A .SG ⊥△EFG 所在平面 B .SD ⊥△EFG 所在平面C .GF ⊥△SEF 所在平面D .GD ⊥△SEF 所在平面5.有一山坡,它的倾斜角为30°,山坡上有一条小路与斜坡底线成45°角,某人沿这条小路向上走了200米,则他升高了 ( ) A .1002米B .502米C .256米D .506米6.已知三棱锥D -ABC 的三个侧面与底面全等,且AB =AC =3,BC =2,则以BC 为棱,以面BCD 与面BCA 为面的二面角的大小为 ( )A .arccos 33B .arccos 31 C .2π D .32π7.正四面体A —BCD 中E 、F 分别是棱BC 和AD 之中点,则EF 和AB 所成的角 ( )A .45︒B .60︒C .90︒D .30︒8.把∠A =60°,边长为a 的菱形ABCD 沿对角线BD 折成60°的二面角,则AC 与BD 的距离为 ( )A .43a B .43 a C .23 a D .46a 9.若正三棱锥的侧面均为直角三角形,侧面与底面所成的角为α,则下列各等式中成立的是 ( )A .0<α<6π B .6π<α<4π C .4π<α<3π D .3π<α<2π10.已知A (1,1,1),B (-1,0 ,4),C (2 ,-2,3),则〈AB ,CA 〉的大小为( )A .6πB .65πC .3πD .32π二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)11.从平面α外一点P 引斜线段PA 和PB ,它们与α分别成45︒和30︒角,则∠APB 的最大值是______最小值是_______12.∆ABC 中∠ACB=90︒,PA ⊥平面ABC ,PA=2,AC=2 3 ,则平面PBC 与平面PAC ,平面ABC 所成的二角的大小分别是______、_________. 13.在三棱锥P-ABC中,90=∠ABC ,30=∠BAC ,BC=5,又PA=PB=PC=AC,则点P到平面ABC的距离是 .14.球的半径为8,经过球面上一点作一个平面,使它与经过这点的半径成45°角,则这个平面截球的截面面积为 . 三、解答题(共计76分)15.(本小题满分12分)已知SA ⊥平面ABC ,SA=AB ,AB ⊥BC ,SB=BC ,E 是SC 的中点,DE ⊥SC 交AC 于D .(1) 求证:SC ⊥面BDE ;(2)求二面角E —BD —C 的大小. 16.(本小题满分12分)如图,点P 为斜三棱柱111C B A ABC -的侧棱1BB 上一点,1BB PM ⊥交1AA 于点M , 1BB PN ⊥交1CC 于点N .(1) 求证:MN CC ⊥1; (2) 在任意DEF ∆中有余弦定理:DFE EF DF EF DF DE ∠⋅-+=cos 2222.拓展到空间,类比三角形的余弦定理,写出斜三棱柱的三个侧面面积与其中两个侧面所成的二面角之间的关系式,并予以证明. 17.(本小题满分12分)如图,四棱锥S —ABCD 的底面是边长为1的正方形, SD 垂直于底面ABCD ,SB=3. (1)求证BC ⊥SC ;(2)求面ASD 与面BSC 所成二面角的大小;(3)设棱SA 的中点为M ,求异面直线DM 与SB 所成角的大小.1AB=a,(如图一)将△ADC 18.(本小题满分12分)在直角梯形ABCD中,∠D=∠BAD=90︒,AD=DC=2沿AC折起,使D到D'.记面AC D'为α,面ABC为β.面BC D'为γ.(1)若二面角α-AC-β为直二面角(如图二),求二面角β-BC-γ的大小;(2)若二面角α-AC-β为60︒(如图三),求三棱锥D'-ABC的体积.19.(本小题满分14分)如图,已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,AB=2,AF=1,M是线段EF的中点.(1)求证AM//平面BDE;(2)求二面角A-DF-B的大小;(3)试在线段AC上确定一点P,使得PF与BC所成的角是60︒.20.(本题满分14分)如图,正方形ABCD 、ABEF 的边长都是1,而且平面ABCD 、ABEF 互相垂直.点M 在AC 上移动,点N 在BF 上移动,若a BN CM ==)20(<<a .(1)求MN 的长;(2)当a 为何值时,MN 的长最小;(3)当MN 长最小时,求面MNA 与面MNB 所成的二面角α的大小.二 面 角二面角问题因其需要充分运用立体几何第一章的线线、线面、面面关系,具有综合性强,灵活性大的特点,因此,一直成为高考、会考的热点。
名师辅导 立体几何 第1课 平面的概念与性质(含答案解析)

名师辅导立体几何第1课平面的概念与性质(含答案解析)●考试目标主词填空1.平面(1)平面是理想的、绝对的平且无限延展的.(2)平面是由它内部的所有点组成的点集,其中每个点都是它的元素.2.平面的基本性质(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内.(2)公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线.(3)公理3:经过不在同一直线上的三点,有且只有一个平面.推论1 经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面.推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.●题型示例点津归纳【例1】在空间内,可以确定一个平面的条件是 ( )A.两两相交的三条直线B.三条直线,其中的一条与另外两条直线分别相交C.三个点D.三条直线,它们两两相交,但不交于同一点E. 两条直线【解前点津】 A中的两两相交的三条直线,它们可能相交于同一点,也可能不交于同一点;若交于同一点,则三直线不一定在同一个平面内.∴应排除A.B中的另外两条直线可能共面,也可能不共面,当另外两条直线不共面时,三条直线是不能确定一个平面的.∴应排除B.对于C来说,三个点的位置可能不在同一直线上,也可能在同一直线上,只有前者才能确定一个平面,后者是不能的.∴应排除C.条件E中的两条直线可能共面,也可能不共面.∴应排除E.只有条件D中的三条直线,它们两两相交且不交于同一点,可确定一个平面.【规范解答】 D.【解后归纳】平面的基本性质(三个公理及公理3的三个推论)是研究空间图形性质的理论基础,必须认真理解,熟练地掌握本题主要利用公理3及其推论来解答的.【例2】把下列用文字语言叙述的语句,用集合符号表示,并画直观图表示.(1)点A在平面α内,点B不在平面α内,点A、B都在直线l上;(2)平面α与平面β相交于直线l,直线a在平面α内且平行于直线l.【解前点津】注重数学语言(文字语言、符号语言、图形语言)间的相互转化训练,有利于提高分析问题、解决问题的能力.正确使用⊂、⊄、∈、∉、⋂等符号表示空间基本元素之间的位置关系是解决本题的关键.【规范解答】 (1)A ∈α,B ∉α,A ∈l ,B ∈l ,如图(1);(2)α∩β=l ,a ⊂α,a ∥l ,如图(2).例2题解图【例3】 如图,已知:l 不属于α,A 、B 、C …∈l ,AA 1⊥α,BB 1⊥α,CC 1⊥α.求证:AA 1、BB 1、CC 1…共面.【解前点津】 证明n 条直线共面,首先,选择适当的条件,确定一个平面,然后分别证明直线都在此平面内.【规范解答】 证法一 ∵AA 1⊥α,CC 1⊥α,∴AA 1∥CC 1.∴AA 1与CC 1确定平面β,且β⊥α.∵AC ⊂β,即l ⊂β,而B ∈l,∴B ∈β,又知BB 1⊥α,∴BB 1⊂β.∴AA 1、BB 1、CC 1…共面.证法二 反证法由证法1得β⊥α于A 1C 1,假设BB 1不属于β,在β内作BB ′⊥A 1C 1(如图).∴BB ′⊥α,已知BB 1⊥α,与过一点引面的垂线,有且只有一条矛盾.∴BB 1不属于β是不可能的,∴BB 1⊂β,∴AA 1、BB 1、CC 1…共面.【解后归纳】 证明共面的一般方法有直接法和间接法两种.【例4】 设平行四边形ABCD 的各边和对角线所在的直线与平面α依次相交于A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点,求证:A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点在同一条直线上.【规范解答】 设平行四边形ABCD 所在平面为α,∵A ∈β,B ∈β,∴AB ⊂β,又A 1∈AB,∴A 1∈β,又A 1∈α∴A 1在平面α与平面β的交线上,设交线为l ,则A 1∈l ,同理可证B 1,C 1,D 1,E 1,F 1都在直线l 上,∴A 1,B 1,C 1,D 1,E 1,F 1六点在同一条直线上.【解后归纳】 证明点共线通常证明这些点都在两平面的交线 上,或先由某两点作一条直线再证明其他点也在这条直线上,选此题的意图,就是使学生掌握证点共线的一般方法.●对应训练 分阶提升一、基础夯实1.α、β是两个不重合的平面,在α上取4个点,在β上取3个点,则由这些点最多可以确定平面的个数为 ( ).32 C 例3题图例4题图2.下列说法正确的是 ( )A.如果两个平面α、β有一条公共直线a ,就说平面α、β相交,并记作α∩β=aB.两平面α、β有一公共点A ,就说α、β相交于过A 的任意一条直线C.两平面α、β有一个公共点,就说α、β相交于A 点,并记作α∩β=AD.两平面ABC 与DBC 交于线段BC3.下列命题正确的是 ( )A.一点和一条直线确定一个平面B.两条直线确定一个平面C.相交于同一点的三条直线一定在同一平面内D.两两相交的三条直线不一定在同一个平面内4.设α、β是不重合的两个平面,α∩β=a ,下面四个命题:①如果点P ∈α,且P∈β,那么P ∈a ;②如果点A ∈α,点B ∈β,那么AB α;③如果点A ∈α,那么点B ∈β;④如果线段AB α,且AB β,那么AB a .其中正确命题的个数是 ( ).1 C5.空间四点A 、B 、C 、D 共面但不共线,那么这四点中 ( )A.必有三点共线B.必有三点不共线C.至少有三点共线D.不可能有三点共线6.一个水平放置的平面图形的斜二测直观图是一个底角为45°,腰和上底长为1的等腰梯形,则这个平面图形的面积是 ( ) A.221+ B. 222+ C.21+ D.22+ 7.已知△ABC 的平面直观图△A ′B ′C ′是边长为a 的正三角形,那么原三角形ABC 的面积为 ( )A.223aB. 243aC. 223a D.26a 8.两条相交直线l 、m 都在平面α内且都不在平面β内.命题甲:l 和m 中至少有一条与β相交,命题乙:平面α与β相交,则甲是乙的什么条件 ( )A.充分不必要B.必要不充分C.充要D.不充分不必要二、思维激活9.如果一条直线上有一个点不在平面上,则这条直线与这个平面的公共点最多有 个.10.不重合的三个平面把空间分成n 个部分,则n 的可能值为 .11.四条线段首尾相连,它们最多确定平面的个数是 .12.与空间不共面四点距离相等的平面为 个.13.四边形ABCD 中,AB =BC =CD =DA =BD =1,则成为空间四面体时,AC 的取值范围是 .三、能力提高14.如图,已知l 1∥l 2∥l 3,l ∩l 1=A,l ∩l 2=B,l ∩l 3=C .求证:l 1、l 2、l 3、l 共面.第14题图15.四个点不共面,证明它们中任何三点都不在同一条直线上.它的逆命题正确吗 已知:A 、B 、C 、D 是不共面四点.求证:它们中任何三点都不共线.16.已知△ABC 的三个顶点都不在平面α上,它的三边AB 、AC 、BC 的延长线交平面α于P 、R 、Q 三点.求证:P 、R 、Q 三点共线.17.已知空间四边形ABCD ,E 、H 分别是边AB 、AD 的中点,F 、G 分别是边BC 、CD 上的点,且32==CD CG CB CF .求证:直线EF 、GH 、AC 交于一点.18.已知直线a,b,c ,其中b,c 为异面直线,试就a 与b,c 的不同位置关系,讨论可以确定平面的情况.第1课 平面的概念与性质习题解答C 24C 13+C 23C 13+2=32. 排除法.有三个交点或只有一个交点.②③错在条件不充分.分有三点共线和只有两点共线两类.第17题图根据平面图形斜二测直观图的画法,所求平面图形为四边形,由“横不变”知,四边形为梯形,且上底边长为1.容易求得下底边长为1+2,由直观图的底角为45°知这个梯形为直角梯形.再由“竖取半”知,直腰长为2,∴S=2211++·2=2+2. 按斜二测画法还原.充分性根据公理2进行判断,必要性用反证法得到证明.公共点最多1个,否则直线在平面内,得知直线上所有的点在平面内.,6,7,8.个 可确定C 24-2=4个.个 这四点构成一个四面体,当平面平行于四个面中某一个面时有四个;当平面平行于三对异面直线时有三个.13.(0,3) AC>0,ABCD 为菱形时AC =3.14.由l 1∥l 2,知l 1与l 2确定一个平面α,同理l 2、l 3确定一个平面β,由A ∈l 1,l 1α,知A ∈α,同理B ∈α,又A 、B ∈l ,故l α,同理l β.由上知l ∩l 2=B,且l 、l 2α,l 、l 2β,因两相交直线l 、l 2确定一个平面,故α与β重合,所以l 1、l 2、l 3、l 共面.15.证明:假设其中有三点共线,如A 、B 、C 在同一直线a 上,点D ∉a .∴点D 和a 可确定一平面α,∴A 、B 、C 、D ∈α.与A 、B 、C 、D 不共面矛盾.逆命题是:如果四点中任何三点都不共线,那么这四点不共面.逆命题不正确.16.如图,∵AP ∩AR =A ,∴AP 与AR 确定平面APR又P 、R ∈α,∴α∩平面APR =PR .又B ∈平面APR ,C ∈平面APR ,∴BC 平面APR ,即Q ∈平面APR .又Q ∈α,∴Q ∈α∩平面APR =PR .∴P 、Q 、R 三点共线.点评:欲证三点共线,可以证明某点在经过其余两点的直线上即可.17.∵E 、H 分别是AB 、AD 的中点,∴EH ∥BD ,EH =21BD , ∵F 、G 分别是边BC 、CD 上的点,且32==CD CG CB CF , ∴EH ∥FG ,EH ≠FG ,∴四边形EFGH 为梯形,则EF 与GH 必相交,设交点为P .∵EF 平面ABC ,∴P ∈平面ABC .又P ∈平面DAC ,平面BAC ∩平面DAC =AC .故P ∈AC ,即EF 、GH 、AC 交于一点P .18.(1)若a 与b,c 都相交,a 与b ,a 与c 都能确定平面,故可确定两个平面.(2)若a 与b ,c 之一相交,不妨设a 与b 相交.①a ∥c ,a 与b ,a 与c 都可确定平面故可确定两个平面.②a 与c 不平行,只a 与b 确定平面,故可确定一个平面.(3)若a 与b ,c 都不相交. 第16题图解①若a与b,c之一平行,不妨设a与b平行,只a与b可确定平面,故确定一个平面.②若a与b,c都不平行,又因为都不相交,故不能确定平面.点评:此题应用启发、引导、归纳法讲解,这样才能达到使学生建立空间概念,加强严密的逻辑思维,并达到复习,巩固“分类讨论”的思想方法.本资料来源于《七彩教育网》。
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立体几何
1.[2014·辽宁卷] 已知m,n表示两条不同直线,α表示平面.下列说法正确的是( )
A.若m∥α,n∥α,则m∥n
B.若m⊥α,n⊂α,则m⊥n
C.若m⊥α,m⊥n,则n∥α
D.若m∥α,m⊥n,则n⊥α4.
2.[2014·辽宁卷] 某几何体三视图如图1-1所示,则该几何体的体积为( )
A.8-2π B.8-π C.8-π2 D.8-π4
(2) (3)
3.[2014·安徽卷] 一个多面体的三视图如图1-2所示,则该多面体的表面积为( )
A.21+3 B.8+2 C.21 D.18
4.[2014·湖南卷] 一块石材表示的几何体的三视图如图1-2所示,将该石材切削、打磨,加工成球,则能
得到的最大球的半径等于( )
A.1 B.2 C.3 D.4
(4) 图1-1 (6)
5.[2014·江西卷] 一几何体的直观图如图1-1所示,下列给出的四个俯视图中正确的是( )
A B C D
6.[2014·辽宁卷] 某几何体三视图如图1-1所示,则该几何体的体积为( )
A.8-2π B.8-π C.8-π2 D.8-π4
7.[2014·浙江卷] 几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的表面积是( )
A.90 cm2 B.129 cm2 C.132 cm2 D.138 cm2
(7) (8) (9)
8.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图(8),网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的三视图,
则该多面体的各条棱中,最长的棱的长度为( ) A.6 2 B.6 C.4 2 D.4
9.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 如图(9),网格纸上正方形小格的边长为1(表示1 cm),图中粗线画出的是某
零件的三视图,该零件由一个底面半径为3 cm,高为6 cm的圆柱体毛坯切削得到,则切削掉部分的体积与
原来毛坯体积的比值为( ) A.1727 B.59 C.1027 D.13
10.[2014·天津卷] 一个儿何体的三视图如图(10)所示(单位:m),则该几何体的体积为________m3.
(10) (11)
11.[2014·重庆卷] 某几何体的三视图如图(11)所示,则该几何体的表面积为( )
A.54 B.60 C.66 D.72
1.B 2.B 3.A 4.B 5.B 6.B 7.D 8.B 9.C 10.20π3 11.B
1.[2014·陕西卷] 四面体ABCD及其三视图如图(1)所示,过棱AB的中点E作平行于AD,BC的平面
分别交四面体的棱BD,DC,CA于点F,G,H.
(1)证明:四边形EFGH是矩形; (2)求直线AB与平面EFGH夹角θ的正弦值.
(1) (2) (3)
2.[2014·福建卷] 在平面四边形ABCD中,AB=BD=CD=1,AB⊥BD,CD⊥BD.将△ABD沿BD折起,
使得平面ABD⊥平面BCD,如图(2)所示.
(1)求证:AB⊥CD;
(2)若M为AD中点,求直线AD与平面MBC所成角的正弦值.
3.[2014·北京卷] 如图1-3,正方形AMDE的边长为2,B,C分别为AM,MD的中点.在五棱锥P - ABCDE
中,F为棱PE的中点,平面ABF与棱PD,PC分别交于点G,H.(1)求证:AB∥FG;
(2)若PA⊥底面ABCDE,且PA=AE,求直线BC与平面ABF所成角的大小,并求线段PH的长.
4.[2014·天津卷] 如图(4)所示,在四棱锥P - ABCD中,PA⊥底面ABCD, AD⊥AB,AB∥DC,AD=DC
=AP=2,AB=1,点E为棱PC的中点.(1)证明:BE⊥DC; (2)求直线BE与平面PBD所成角的正弦值;
(3)若F为棱PC上一点,满足BF⊥AC,求二面角F - AB - P的余弦值.
(4) (5) (6)
5.[2014·安徽卷] 如图(5),四棱柱ABCD - A1B1C1D1中,A1A⊥底面ABCD,四边形ABCD为梯形,AD
∥BC,且AD=2BC.过A1,C,D三点的平面记为α,BB1与α的交点为Q. (1)证明:Q为BB1的中点;
(2)求此四棱柱被平面α所分成上下两部分的体积之比;
(3)若AA1=4,CD=2,梯形ABCD的面积为6,求平面α与底面ABCD所成二面角的大小.
6.[2014·四川卷] 三棱锥A - BCD及其侧视图、俯视图如图(6)所示.设M,N分别为线段AD,AB的
中点,P为线段BC上的点,且MN⊥NP.(1)证明:P是线段BC的中点;(2)求二面角A - NP - M的余弦值.
7.[2014·湖北卷] 如图(7),在棱长为2的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F,M,N分别是棱AB,AD,
A1B1,A1D1的中点,点P,Q分别在棱DD1,BB1上移动,且DP=BQ=λ(0<λ<2).
(1)当λ=1时,证明:直线BC1∥平面EFPQ.
(2)是否存在λ,使面EFPQ与面PQMN所成的二面角为直二面角?若存在,求出λ的值;若不存在,说
明理由.
(7) (8) (9)
8.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 如图(8)四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD
的中点.
(1)证明:PB∥平面AEC; (2)设二面角D-AE-C为60°,AP=1,AD=3,求三棱锥E-ACD的体积.
9.[2014·山东卷] 如图1-3所示,在四棱柱ABCD -A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,∠DAB=60°,
AB=2CD=2,M是线段AB的中点.(1)求证:C1M∥平面A1ADD1;
(2)若CD1垂直于平面ABCD且CD1=3,求平面C1D1M和平面ABCD所成的角(锐角)的余弦值.
10.[2014·湖南卷] 如图(10)所示,四棱柱ABCD -A1B1C1D1的所有棱长都相等,AC∩BD=O,A1C1∩B1D
1
=O1,四边形ACC1A1和四边形BDD1B1均为矩形. (1)证明:O1O⊥底面ABCD;
(2)若∠CBA=60°,求二面角C1OB1D的余弦值.
(10) (11) (12)
11.[2014·江西卷] 如图(11)四棱锥P - ABCD中,ABCD为矩形,平面PAD⊥平面ABCD.
(1)求证:AB⊥PD.(2)若∠BPC=90°,PB=2,PC=2,问AB为何值时,四棱锥P - ABCD的体积最大?
并求此时平面BPC与平面DPC夹角的余弦值.
12.[2014·辽宁卷] 如图(12)所示,△ABC和△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC=BD=2,∠ABC
=∠DBC=120°,E,F分别为AC,DC的中点. (1)求证:EF⊥BC; (2)求二面角E-BF-C的正弦值.
13.[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图(13)三棱柱ABC -A1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,AB⊥B1C.
(1)证明:AC=AB1;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,AB=BC,求二面角A -A1B1 C1的余弦值.
(13) (14) (15)
14.[2014·浙江卷] 如图(14)在四棱锥A -BCDE中,平面ABC⊥平面BCDE,∠CDE=∠BED=90°,
AB=CD=2,DE=BE=1,AC=2.(1)证明:DE⊥平面ACD;(2)求二面角B - AD - E的大小.
15.[2014·重庆卷]如图(15)所示,四棱锥PABCD中,底面是以O为中心的菱形,PO⊥底面ABCD,AB
=2,∠BAD=π3,M为BC上一点,且BM=12,MP⊥AP.(1)求PO的长;(2)求二面角A-PM-C的正弦值.
16.[2014·全国卷] 如图(16)所示,三棱柱ABC - A1B1C1中,点A1在平面ABC内的射影D在AC上,∠
ACB=90°,BC=1,AC=CC1=2. (1)证明:AC1⊥A1B;
(2)设直线AA1与平面BCC1B1的距离为3,求二面角A1 AB C的大小.
(16) (17) (18)
17.[2014·新课标全国卷Ⅱ] 如图(17),四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为
PD的中点. (1)证明:PB∥平面AEC; (2)设二面角D-AE-C为60°,AP=1,AD=3,求三棱锥E-ACD
的体积.
18.[2014·辽宁卷] 如图(18)所示,△ABC和△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC=BD=2,∠ABC
=∠DBC=120°,E,F分别为AC,DC的中点.
(1)求证:EF⊥BC;
(2)求二面角E-BF-C的正弦值.