立体几何公理及定理

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立体几何基本定理与公式

立体几何基本定理与公式

立几基本公式空间直线.1. 空间直线位置分三种:相交、平行、异面.相交直线—共面有且有一个公共点;平行直线—共面没有公共点;异面直线—不同在任一平面内2. 异面直线判定定理:过平面外一点与平面内一点的直线和平面内不经过该点的直线是异面直线.(不在任何一个平面内的两条直线)3. 平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行.4. 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(如下图).(二面角的取值范围[)οο180,0∈θ) (直线与直线所成角(]οο90,0∈θ) (斜线与平面成角()οο90,0∈θ)(直线与平面所成角[]οο90,0∈θ)(向量与向量所成角])180,0[οο∈θ推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成锐角(或直角)相等.5. 两异面直线的距离:公垂线的长度. 一、直线与平面平行、直线与平面垂直.1. 空间直线与平面位置分三种:相交、平行、在平面内.2. 直线与平面平行判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.(“线线平行,线面平行”)3. 直线和平面平行性质定理:如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行.(“线面平行,线线平行”)4. 直线与平面垂直是指直线与平面任何一条直线垂直,过一点有且只有一条直线和一个平面12方向相同12方向不相同POAa垂直,过一点有且只有一个平面和一条直线垂直.若PA⊥α,a⊥AO,得a⊥PO(三垂线定理),得不出α⊥PO. 因为a⊥PO,但PO不垂直OA.三垂线定理的逆定理亦成立.直线与平面垂直的判定定理一:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这两条直线垂直于这个平面.(“线线垂直,线面垂直”)直线与平面垂直的判定定理二:如果平行线中一条直线垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面.推论:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行.5. ⑴垂线段和斜线段长定理:从平面外一点..向这个平面所引的垂线段和斜线段中,①射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线段较长;②相等的斜线段的射影相等,较长的斜线段射影较长;③垂线段比任何一条斜线段短.⑵射影定理推论:如果一个角所在平面外一点到角的两边的距离相等,那么这点在平面内的射影在这个角的平分线上一、平面平行与平面垂直.1. 空间两个平面的位置关系:相交、平行.2. 平面平行判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.(“线面平行,面面平行”)推论:垂直于同一条直线的两个平面互相平行;平行于同一平面的两个平面平行.[注]:一平面间的任一直线平行于另一平面.3. 两个平面平行的性质定理:如果两个平面平行同时和第三个平面相交,那么它们交线平行.(“面面平行,线线平行”)4. 两个平面垂直性质判定一:两个平面所成的二面角是直二面角,则两个平面垂直.两个平面垂直性质判定二:如果一个平面与一条直线垂直,那么经过这条直线的平面垂直于这个平面.(“线面垂直,面面垂直”)注:如果两个二面角的平面对应平面互相垂直,则两个二面角没有什么关系.5. 两个平面垂直性质定理:如果两个平面垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线也垂直于另一个平面.推论:如果两个相交平面都垂直于第三平面,则它们交线垂直于第三平面.五、 棱锥、棱柱.1. 棱柱.⑴①直棱柱侧面积:Ch S =(C 为底面周长,h 是高)②斜棱住侧面积:l C S 1=(1C 是斜棱柱直截面周长,l 是斜棱柱的侧棱长) ⑵{四棱柱}⊃{平行六面体}⊃{直平行六面体}⊃{长方体}⊃{正四棱柱}⊃{正方体}. {直四棱柱}⋂{平行六面体}={直平行六面体}.⑶棱柱具有的性质: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棱柱的两个底面与平行于底面的截面是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. (直棱柱定义):棱柱有一条侧棱和底面垂直. ⑷平行六面体:定理一:平行六面体的对角线交于一点.............,并且在交点处互相平分. [注]:四棱柱的对角线不一定相交于一点.定理二:长方体的一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱长的平方和. [注]:①一个棱锥可以四各面都为直角三角形.②一个棱柱可以分成等体积的三个三棱锥;所以棱柱棱柱3V S h V ==.正棱锥定义:底面是正多边形;顶点在底面的射影为底面的中心.[注]:i. 正四棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形.(不是等边三角形)PαβθM AB Oii. 正四面体是各棱相等,而正三棱锥是底面为正△侧棱与底棱不一定相等iii. 正棱锥定义的推论:若一个棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形(即侧棱相等);底面为正多边形. 正棱锥的侧面积:'Ch 21S =(底面周长为C ,斜高为'h ) ⑵棱锥具有的性质:①正棱锥各侧棱相等,各侧面都是全等的等腰三角形,各等腰三角形底边上的高相等(它叫做正棱锥的斜高).②正棱锥的高、斜高和斜高在底面内的射影组成一个直角三角形,正棱锥的高、侧棱、侧棱在底面内的射影也组成一个直角三角形.3. 球:⑴球的截面是一个圆面.①球的表面积公式:24R S π=. ②球的体积公式:334R V π=.②圆锥体积:h r V 231π=(r 为半径,h 为高)③锥形体积:Sh V 31=(S 为底面积,h 为高)六. 空间向量.1(1)共线向量:共线向量亦称平行向量,指空间向量的有向线段所在直线互相平行或重合. (2)共线向量定理:对空间任意两个向量)0(,≠b b a ,a ∥b 的充要条件是存在实数λ(具有唯一性),使λ=.(3)共面向量:若向量a 使之平行于平面α或a 在α内,则a 与α的关系是平行,记作a ∥α. (4)①共面向量定理:如果两个向量b a ,不共线,则向量与向量b a ,共面的充要条件是存在实数对x 、y 使y x +=.②空间任一点...O .和不共线三点......A .、.B .、.C .,则)1(=++++=z y x OC z OB y OA x OP 是PABC 四点共面的充要条件.(简证:→+==++--=AC z AB y AP OC z OB y OA z y OP )1(P 、A 、B 、C 四点共面)注: 是证明四点共面的常用方法.2. 空间向量基本定理:如果三个向量....c b a ,,不共面...,那么对空间任一向量P ,存在一个唯一的有序实数组x 、y 、z ,使c z b y a x p ++=.推论:设O 、A 、B 、C 是不共面的四点,则对空间任一点P , 都存在唯一的有序实数组x 、y 、z使 z y x ++=(这里隐含x +y+z≠1).注:设四面体ABCD 的三条棱,,,,d AD c AC b AB ===其中Q 是△BCD 的重心,则向量)(31c b a AQ ++=用MQ AM AQ +=即证.3. (1)空间向量的坐标:空间直角坐标系的x 轴是横轴(对应为横坐标),y 轴是纵轴(对应为纵轴),z 轴是竖轴(对应为竖坐标). ①令a =(a 1,a 2,a 3),),,(321b b b =,则),,(332211b a b a b a b a ±±±=+))(,,(321R a a a a ∈=λλλλλ332211b a b a b a b a ++=⋅a ∥)(,,332211Rb a b a b a b ∈===⇔λλλλ332211b a b a b a ==⇔ 0332211=++⇔⊥b a b a b a b a222321a a a ++==(a a =⇒⋅=) 232221232221332211||||,cos b b b a a a b a b a b a b a ba b a ++⋅++++=⋅⋅>=<ρρρρρρ②空间两点的距离公式:212212212)()()(z z y y x x d -+-+-=.(2)法向量:若向量a 所在直线垂直于平面α,则称这个向量垂直于平面α,记作α⊥a ,如果α⊥那么向量叫做平面α的法向量. (3)用向量的常用方法:①利用法向量求点到面的距离定理:如图,设n 是平面α的法向量,AB 是平面α的一条射线,其中α∈A ,则点B 到平面α②利用法向量求二面角的平面角定理:设21,n n 分别是二面角βα--l 中平面βα,的法向量,DCBAB则21,n n 所成的角就是所求二面角的平面角或其补角大小(21,n n 方向相同,则为补角,21,n n 反方,则为其夹角).③证直线和平面平行定理:已知直线≠⊄a 平面α,α∈⋅∈⋅D C a B A ,,且CDE 三点不共线,则a ∥α的充要条件是存在有序实数对μλ⋅使CE CD AB μλ+=.(常设CE CD AB μλ+=求解μλ,若μλ,存在即证毕,若μλ,不存在,则直线AB 与平面相交).。

立体几何公理、定理推论汇总

立体几何公理、定理推论汇总

立体几何公理、定理推论汇总一、公理及其推论 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。

符号语言:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂作用: ① 用来验证直线在平面内;② 用来说明平面是无限延展的。

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,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线。

(那么它们有且只有一条通过这个公共点的公共直线)符号语言:P l P l αβαβ∈⇒=∈I I 且作用:① 用来证明两个平面是相交关系;② 用来证明多点共线,多线共点。

公理3 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面。

符号语言:,,,,A B C A B C ⇒不共线确定一个平面推论1 经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面。

符号语言:A a A a a αα∉⇒∈⊂有且只有一个平面,使,推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面。

符号语言:a b P a b ααα⋂=⇒⊂⊂有且只有一个平面,使,推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面。

符号语言://a b a b ααα⇒⊂⊂有且只有一个平面,使,公理3及其推论的作用:用来证明多点共面,多线共面。

公理4 平行于同一条直线的两条直线平行(平行公理)。

符号语言://////a b a c c b ⎫⇒⎬⎭图形语言:作用:用来证明线线平行。

二、平行关系 公理4 平行于同一条直线的两条直线平行(平行公理)。

(1)符号语言://////a b a c c b ⎫⇒⎬⎭ 图形语言:线面平行的判定定理 如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。

(2)符号语言:////a b a a b ααα⊄⎫⎪⊂⇒⎬⎪⎭图形语言:线面平行的性质定理 如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。

(3)符号语言:////a b a a b βαβα⎫⎪⊂⇒⎬⎪=⎭I图形语言:面面平行的判定定理 如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.(4)符号语言://(/,///),a b b b O a a ββαααβ⊂⊂=⎫⎪⇒⎬⎪⎭I 图形语言: 面面平行的判定 如果两个平面垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。

立体几何所有的定理大总结(绝对全)

立体几何所有的定理大总结(绝对全)

⽴体⼏何所有的定理⼤总结(绝对全)(⼆)异⾯直线所成⾓1.定义:不同在任何⼀个平⾯内的两条直线或既不平⾏也不相交的两条直线叫异⾯直线。

2.画法:借助辅助平⾯。

1.定义:对于异⾯直线a 和b ,在空间任取⼀点P ,过P 分别作a 和b 的平⾏线1a 和1b ,我们把1a 和1b 所成的锐⾓或者叫做异⾯直线a 和b 所成的⾓。

2.范围:(0°,90°】(★空间两条直线所成⾓范围:【0°,90°】)(三)线⾯⾓1.定义:当直线l 与平⾯α相交且不垂直时,叫做直线l 与平⾯α斜交,直线l 叫做平⾯α的斜线。

设直线l 与平⾯α斜交与点M ,过l 上任意点A ,做平⾯α的垂线,垂⾜为O ,把点O 叫做点A 在平⾯α上的射影,直线OM 叫做直线l 在平⾯α上的射影。

1.定义:把直线l 与其在平⾯α上的射影所成的锐⾓叫做直线l 和平⾯α所成的⾓。

2.范围【0°,90°】(★斜线与平⾯所成⾓范围:【0°,90°】)(三)⼆⾯⾓1.定义:(1)半平⾯:平⾯内的⼀条直线把这个平⾯分成两个部分,其中每⼀个部分叫做半平⾯。

(3)⼆⾯⾓的棱:这⼀条直线叫做⼆⾯⾓的棱。

(4)⼆⾯⾓的⾯:这两个半平⾯叫做⼆⾯⾓的⾯。

(5)⼆⾯⾓的平⾯⾓:以⼆⾯⾓的棱上任意⼀点为端点,在两个⾯内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的⾓叫做⼆⾯⾓的平⾯⾓。

(6)直⼆⾯⾓:平⾯⾓是直⾓的⼆⾯⾓叫做直⼆⾯⾓。

1.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。

2.表⽰:如下图,可记作α-AB-β或P-AB-Q3.范围为【0°,180°】(五)六种距离1.点到点的距离:两点之间的线段PQ 的长。

2.点到线的距离:过P 点作1PP ⊥l ,交l 于1P ,线段1PP 的长。

3.点到⾯的距离:过P 点作1PP ⊥α,交α于1P ,线段1PP 的长。

高一数学必修2立体几何知识点详细总结

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立体几何一、立体几何网络图:(1)线线平行的判断:⑴平行于同一直线的两直线平行。

⑶如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。

⑹如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。

⑿垂直于同一平面的两直线平行。

(2)线线垂直的判断:⑺在平面内的一条直线,如果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。

⑻在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条斜线垂直,那么它和这条斜线的射影垂直。

⑽若一直线垂直于一平面,这条直线垂直于平面内所有直线。

补充:一条直线和两条平行直线中的一条垂直,也必垂直平行线中的另一条。

(3)线面平行的判断:⑵如果平面外的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。

⑸两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。

(4)线面垂直的判断:⑼如果一直线和平面内的两相交直线垂直,这条直线就垂直于这个平面。

⑾如果两条平行线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于这个平面。

⒁一直线垂直于两个平行平面中的一个平面,它也垂直于另一个平面。

⒃如果两个平面垂直,那么在—个平面内垂直于交线的直线必垂直于另—个平面。

(5)面面平行的判断:⑷一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面,这两个平面平行。

⒀垂直于同一条直线的两个平面平行。

(6)面面垂直的判断:⒂一个平面经过另一个平面的垂线,这两个平面互相垂直。

二、其他定理:(1)确定平面的条件:①不公线的三点;②直线和直线外一点;③相交直线;(2)直线与直线的位置关系:相交;平行;异面;直线与平面的位置关系:在平面内;平行;相交(垂直是它的特殊情况);平面与平面的位置关系:相交;;平行;(3)等角定理:如果两个角的两边分别平行且方向相同,那么这两个角相等;如果两条相交直线和另外两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等;(4)射影定理(斜线长、射影长定理):从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中,射影相等的两条斜线段相等;射影较长的斜线段也较长;反之,斜线段相等的射影相等;斜线段较长的射影也较长;垂线段比任何一条斜线段都短。

高中数学立体几何判定定理与性质.docx

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高中立体几何判定定理及性质一、公理及其推论文字语言符号语言图像语言公理 1A l ,B l , A, B如果一条直线上的两l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。

公理 2作用①用来验证直线在平面内;②用来说明平面是无限延展的如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线。

(那么它们有且只有一条通过这个公共点的公共直线)公理 3经过不在同一条直线上的三点,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,有且只有一个平面公理 4 (平行公理)平行于同一条直线的两条直线平行Pl 且 P lA, B, C 不共线A, B,C 确定一个平面A有且只有一个平面,使 A, aa b P有且只有一个平面,使 a,ba ∥ b有且只有一个平面,使 a,ba ∥ ba ∥ cb ∥c ①用来证明两个平面是相交关系;②用来证明多点共线,多线共点。

用来证明多点共面,多线共面用来证明线线平行二、平行关系文字语言(1)公理 4 (平行公理)平行于同一条直线的两条直线平行(2)线面平行的判定定理如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。

(3)线面平行的性质定理如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。

(4)面面平行的判定定理如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行 .符号语言图像语言作用a ∥ ba ∥ cb ∥ ca ∥ ba a ∥bb∥b a ∥ baa ∥b ∥a b O∥ab(5)面面平行的判定如果两个平面垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。

OOOO∥(6)面面平行的性质定理如果两个∥a a ∥ b平行平面同时和第三b个平面相交 ,那么它们的交线平行。

( 7)面面平行的性∥质如果两个平面平行 , a ∥那么其中一个平面内a的直线平行于另一个平面。

高中数学立体几何判定定理及性质

高中数学立体几何判定定理及性质

高中立体几何判定定理及性质一、公理及其推论文字语言 符号语言图像语言作用公理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。

ααα⊂⇒∈∈∈∈l B A l B l A ,,,①用来验证直线在平面内; ② 用来说明平面是无限延展的公理2如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线。

(那么它们有且只有一条通过这个公共点的公共直线)ll P ∈=⋂⇒⋂∈P 且βαβα① 用来证明两个平面是相交关系;② 用来证明多点共线,多线共点。

公理3经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面 确定一个平面不共线C B A C B A ,,,,⇒用来证明多点共面,多线共面推论1经过一条直线和这αααα⊂∈⇒∉a A A ,使,有且只有一个平面条直线外的一点,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ααα⊂⊂⇒=⋂baPba,使,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ααα⊂⊂⇒baba,使,有且只有一个平面∥公理4 (平行公理)平行于同一条直线的两条直线平行cacbba∥∥∥⇒⎭⎬⎫用来证明线线平行二、平行关系文字语言符号语言图像语言作用(1)公理4 (平行公理)平行于同一条直线的两条直线平行cacbba∥∥∥⇒⎭⎬⎫(2)线面平行的判定定理如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那ααα∥∥ababa⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊄么这条直线和这个平面平行。

(3)线面平行的性质定理如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。

baabb∥∥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂=⋂ββαβ(4)面面平行的判定定理如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.βαααββ∥∥∥⇒⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎬⎫⊂⊂=⋂baObaba(5)面面平行的判定如果两个平面垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。

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。

立体几何三大公理应用超级全面

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立体几何三大公理的应用公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。

公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。

公理3:过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。

推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,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4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。

1.如图,在正方体ABCD−A′B′C′D′中,P是B′D′的中点,对角线A′C∩平面AB′D′=Q.求证:A,Q,P三点共线.2.如图所示,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,E为AB的中点,F为A1A的中点,求证:(1)E,F,D1,C四点共面;(2)CE,D1F,DA三线共点.3.如图,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,设线段A1C与平面ABC1D1交于点Q,求证:B,Q,D1三点共线.4.如图所示,在正方体ABCD−A1B1C1D1中,E,F分别是AB和AA1的中点.求证:(1)E,C,D1,F四点共面;(2)CE,D1F,DA三线共点.5.如图,正方体ABCD−A1B1C1D1中,E,F分别为C1D1,B1C1的中点.(1)求证:E,F,B,D四点共面;(2)若AC∩BD=P,A1C1∩EF=Q,AC1与平面EFBD交于点R,求证:P,Q,R三点共线.6.在正方体AC1中,E,F分别为D1C1,B1C1的中点,AC∩BD=P,A1C1∩EF=Q,如图.(1)若A1C交平面EFBD于点R,则P,Q,R三点共线.(2)证明DE、BF、CC1三线共点.7.如图,空间四边形ABCD中,H、G分别是AD、CD的中点,E、F分别在AB、BC上,且CFFB =AEEB=13.(1)求证:E、F、G、H四点共面;(2)求证:FG、HE、BD三条直线交于一点.8.已知空间四边形ABCD中,E,H分别是AB,AD的中点,F,G分别是BC,CD上的点,且CFCB =CGCD=23.求证:(1)E,F,G,H四点共面;(2)三条直线EF,GH,AC交于一点.9.如图所示,在空间四边形ABCD中,E,F分别为AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且BG︰GC=DH︰HC=1︰2.(1)求证:E,F,G,H四点共面;(2)求证:直线EG、FH、AC交于一点.10.正三棱柱ABC−A1B1C1的棱长都为2,D、E、F分别是AB、A1C1、BC的中点,(1)证明:A1、C1、D、F四点共面;(2)求异面直线B1C与DE所成角余弦值;(3)证明:A1D、C1F、B1B三线共点.11.如图,已知平面α,β,且α∩β=l,设梯形ABCD中,AD//BC,且AB⊂α,CD⊂β,求证:AB,CD,l共点(相交于一点).12.如图所示,四边形ABEF和ABCD都是直角梯形,∠BAD=∠FAB=90°,BC=//12AD,BE=//12FA,G,H分别为FA,FD的中点(1)证明:四边形BCHG是平行四边形(2)C,D,F,E四点是否共面?为什么?13.如图,四棱锥P−ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥底面ABCD,AB=PA=1,AD=√3,E,F分别为棱PD,PA的中点.(1)求证:B、C、E、F四点共面;(2)求异面直线PB与AE所成的角.能力提升一、共线问题例1.若ΔABC所在的平面和ΔA1B1C1所在平面相交,并且直线AA1、BB1、CC1相交于一点O,求证:(1)AB和A1B1、BC和B1C1、AC和A1C1分别在同一平面内;(2)如果AB和A1B1、BC和B1C1、AC和A1C1分别相交,那么交点在同一直线上(如图).例2.点P、Q、R分别在三棱锥A-BCD的三条侧棱上,且PQ∩BC=X,QR∩CD=Z,PR∩BD=Y.求证:X、Y、Z三点共线.例3.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。

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立体几何公理及定理
一、空间点、线、面之间的关系
1、两条直线的位置关系有:
2、两个平面的位置关系有:
公理1、如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。

公理2、过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。

推论1、一组平行直线确定唯一一个平面。

推论2、一条直线及直线外一点确定唯一一个平面。

公理3、如果有两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线。

公理4(平行公理)、平行于同一直线的两直线平行。

二、平行关系
直线与平面平行的判定定理:
平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。

直线与平面平行的性质定理:
一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任意平面与此平面的交线与该直线平行。

平面与平面平行的判定定理:
一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。

平面与平面平行的性质定理:
1、如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。

2、两平面平行,其中一个平面内的任一直线平行于另一个平面。

3、夹在两个平行平面间的平行线段相等。

4、平行于同一平面的两个平面平行。

三、垂直关系
直线与平面垂直的判定定理:
一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,那么该直线与此平面垂直。

直线与平面垂直的性质定理:
1、垂直于同一个平面的两条直线互相平行。

2、如果一条直线垂直一个平面,那么这条直线垂直于平面内的所有直线。

平面与平面垂直的判定定理:
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直。

平面与平面垂直的性质定理:
如果两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。

三角公式汇总
一、任意角的三角函数
1. ①与α终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):{}
Z k k ∈+⨯=,360|αββ ②终边在x 轴上的角的集合: {}
Z k k ∈⨯=,180| ββ
③终边在y 轴上的角的集合:{}
Z k k ∈+⨯=,90180| ββ ④终边在坐标轴上的角的集合:{}
Z k k ∈⨯=,90| ββ
⑤ 若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:βα+=k 180 2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π 180°=π
弧度与角度互换公式: 1rad =π
180°≈57.30° 1°=180
π
3、弧长公式:r l ⋅=||α
. 扇形面积公式:211
||22
s lr r α=
=⋅扇形 4、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)
正切、余切
余弦、正割
正弦、余割
5、在角α的终边上任取..
一点),(y x P ,记:22y x r +=,
正弦:r y =
αsin 余弦:r x =αcos 正切:x
y
=αtan 二、同角三角函数的基本关系式 商数关系:α
α
αcos sin tan = 平方关系:1cos sin
22
=+αα,221
1tan cos αα
+=

212sin cos (sin cos )αααα+=+ 212sin cos (sin cos )αααα-=-
三、诱导公式
⑴παk 2+)(Z k ∈、α-、απ+、απ-、απ-2的三角函数值,等于α的同名函数值,前面加上一个把α看成..锐角时原函数值的符号。

(口诀:函数名不变,符号看象限) ⑵
απ
+2、απ
-2
、απ+23、απ-23的三角函数值,等于α的异名函数值,前面加上一个把α看.
成.
锐角时原函数值的符号。

(口诀:函数名改变,符号看象限) 公式组一 公式组二 公式组三 公式组四
sin(2)sin cos(2)cos tan()tan k x x k x x k x x
πππ+=+=+= sin()sin cos()cos x x x x ππ+=-+=-sin()sin cos()cos x x x x
ππ-=-=-
四、和角公式和差角公式
βαβαβαsin cos cos sin )sin(⋅+⋅=+ βαβαβα
sin cos cos sin )sin(⋅-⋅=-
sin(2)sin cos(2)cos x x x x
ππ-=--=
βαβαβαsin sin cos cos )cos(⋅-⋅=+ βαβαβαsin sin cos cos )cos(⋅+⋅=-
βαβαβαtan tan 1tan tan )tan(⋅-+=+ β
αβ
αβαtan tan 1tan tan )tan(⋅+-=-
4
2
675cos 15sin -=
=
, tan152-=tan 752=4
2
615cos 75sin +=
= 五、二倍角公式
αααcos sin 22sin = α
α
α2tan 1tan 22tan -=
ααααα2222sin 211cos 2sin cos 2cos -=-=-=…)(* 二倍角的余弦公式)(*有以下常用变形:(规律:降幂扩角,升幂缩角)
αα2cos 22cos 1=+ αα2sin 22cos 1=-
2)cos (sin 2sin 1ααα+=+ 2)cos (sin 2sin 1ααα-=-
)sin(cos sin 22ϕ++=+x b a x b x a
22sin b a b +=ϕ,2
2cos b a a +=ϕ,a b
=ϕtan .
七、正弦定理
R C
c
B b A a 2sin sin sin ===(R 为AB
C ∆外接圆半径) 八、余弦定理
A bc c b a cos 2222⋅-+=
B ac c a b cos 2222⋅-+=
C ab b a c cos 2222⋅-+=
222cos 2b c a A bc +-=⋅ 222cos 2a c b B ac +-=⋅ 222
cos 2a b c C ab
+-=⋅
九、三角形的面积公式 高底⨯⨯=
∆21
ABC S B ca A bc C ab S ABC
sin 21
sin 21sin 21===∆(两边一夹角) R
abc
S ABC 4=∆(R 为ABC ∆外接圆半径) r c b a S ABC
⋅++=∆2
(r 为ABC ∆内切圆半径)
(1)x
y sin =
与x y cos =的周期是π.
(2))sin(ϕω+=x y 或)cos(ϕω+=x y (0≠ω)的周期ω
π
2=
T .
2tan
x y =的周期为2π(πω
π2=⇒=T T ,
). (3)x y sin =不是周期函数;x y cos =是周期函数.
函数y =Asin (ωx +φ)的振幅|A|,周期2||
T πω=,频率1||2f T ωπ
==,相位;x ωϕ+初相ϕ(即当x
=0时的相位).
(3) 若 o<x<2
,则sinx<x<tanx
16. 几个重要结论:。

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