立体几何证明题(文科)
立体几何(点到面的距离)
立体几何（文科综合）1．如图, 在四棱锥P ABCD 中,四边形ABCD 是直角梯形, DC 2AD 2AB 2，DAB ADC 90 , PB 2，PDC 为等边三角形.1）证明：PD BC ；2）求点B到平面PCD的距离.答案】（1）略；（2）632．如图，圆锥PO中，AB是圆O的直径，C是底面圆O上一点，且CAB ，点D为半径OB的中6（Ⅰ）求证：CD 平面APB ；（Ⅱ）当APB是边长为4的正三角形时，求点A到平面PBC的距离. 【答案】（Ⅰ）见证明；（Ⅱ）h 4 1553．如图，已知在直四棱柱ABCD A1 B1C1D1 中，AD DC ，AB/ /DC ，DC DD1 2AD 2AB 2 ．（1）求证：DB 平面B1BCC1 ；（2）求点A1到平面C1BD 的距离．【答案】（1）证明见解析；（2）3. 4．如图，四棱锥的底面是直角梯形，点，。
1）证明：平面2）求点到平面的距离。
答案】（ 1 ）见解析；（ 2 ）1）证明：平面平面2）求点到平面的距离.答案】（1）见解析（2）6．如图所示，在三棱锥D－ABC中，AC，BC，CD两两垂直，AC＝CD＝1，＝，O为AB 的中点．平面的中5．如图，在三棱柱，是边的中点.中（底面为正三角形），平面说明点 M ， N 的位置 （ 不要求证明 ）；（2） 求点 C 到平面 ABD 的距离．【答案】（ 1）见解析；（ 2）（1） 求证： CF ∥平面 ； （2） 求三棱锥 C － 的高．【答案】（ 1）见解析；（ 2）求证：平面 平面，求点 到平面 的距离与平面 ACD 平行，且与棱 DB ，CB 分别相交于 M ， N ，在图中画出该截面多边形，并在 的条件下，若 ，求 与平面 所成角的正切值的侧棱 AA1⊥底面 ABC ，∠ACB ＝90°， E 是棱 的中点， F 是 AB 的中点，8．已知四棱锥的底面 是菱形， 底面 是 上的任意一点7．如图，三棱柱 ABC －答案】（ 1）见解析（ 2） （3）9．如图， 已知 平面 ， 为矩形， 、 分别为 、 的中点，1）求证： 平面 ；2）求证：面平面3）求点 到平面 的距离 .答案】（ 1）证明见解析； （2）证明见解析； （3） .1）证明： 平面答案】（ 1）证明见解析； （2）11．在长方体 ABCD A 1BC 1 1D 1 中，底面 ABCD 是边长为 2的正方形， AA 1=2 3，E 是 AB 的中点， F10．如图，在四棱锥 点 Q 在棱 AB中， 平面的体积为，求点 B 到平面 PDQ 的距离 .是 BB 1 的中点1）求证：EF / / 平面A1DC1；2）求点A到平面A1DC1 的距离.答案】（1）见解析（2） 2 217ADFC是边长为2的正方形，点M 是棱EF 的中点.2）若三棱锥B DEF 的体积为4，求点B到平面ADFC 的距离.答案】（1）见解析（2）613．已知四棱锥P ABCD的底面为菱形，且ABC 60 ，AB PC 2,AP BP 2 .1）求证：平面PAB 平面ABCD ；2）求点D 到平面APC的距离.答案】（1）证明见解析；（2） 2 21714．如图，在等腰梯形ABCD中，AB/ /CD ，AD DC CB CF ，ABC 60 ，四边形ACFE为平行四边形，FC 平面ABCD ，点M 为线段EF 中点.1）求证： BC ⊥平面 ACFE ；2）若 AD 2，求点 A 到平面 MBC 的距离 答案】（ 1）详见解析； （ 2） 4 21 .715．如图所示，在梯形 ABCD 中， AD ∥ BC ，AB ⊥BC ，AB BC 1， PA ⊥平面 ABCD ， CD ⊥2）若 PA AD ，求点 B 到平面 PAC 的距离．答案】（ 1）见解析（ 2） 16．如图， 在直三棱柱 ABC-A 1B 1C 1 中， ABC 为正三角形， AB=AA=1 2 ， M 是 A 1C 的中点， N 是 A 1B 1 的中点1）证明：MN ∥ 平面 BCC 1B 1 ； 2）求点 M 到平面 ACB 1的距离 .PAC ；【答案】（ 1）见证明；（2） 21717．如图，在底面是正方形的四棱锥P ABCD 中， PA 平面 ABCD ， BD 交 AC 于点 E , F 是 PA 的中点， G 为 AC 上一动点．1）求证： BD FG ；2）若 G 是AE 的中点， PA AB 4，求点 P 到平面 FGD 的距离. 答案】（1）证明见解析； （2） 2 14.718．如图，四面体 ABCD 中， O 、 E 分别是 BD 、BC 的中点，1）求证： AO 平面 BCD ；2）求异面直线 AB 与 CD 所成角的余弦值； 3）求点 E 到平面 ACD 的距离。
文科立体几何长度和角度
1、如图，三棱柱111ABC A B C - 中，侧棱垂直于底面，1111A B B C ⊥ ，12AA AB == ，1BC = ，E 为11A C 中点. （I ） 求证：1A B ⊥平面11AB C ； (II) 求三棱锥1B ECC - 的体积；（III ） 设平面EAB 与直线11B C 交于点H ，求线段1B H 的长.2、如图，在四棱锥P －ABCD 中，PA ⊥平面ABCD ，底面ABCD 是菱形，点O 是对角线AC 与BD 的交点，M 是PD 的中点，且AB ＝2，∠BAD ＝60°.(1)求证：OM ∥平面PAB ； (2)求证：平面PBD ⊥平面PAC ； (3)当三棱锥M －BCD 的体积等于34时，求PB 的长．3、如图所示，在四棱锥P－ABCD中，底面是边长为2的菱形，∠DAB＝60°，对角线AC 与BD交于点O，PO⊥平面ABCD，PB与平面ABCD所成角为60°.(1)求四棱锥的体积；(2)若E是PB的中点，求异面直线DE与PA所成角的余弦值．4、如图所示，三棱锥P—ABC中，PA⊥平面ABC，∠BAC＝60°，PA＝AB＝AC＝2，E是PC的中点．(1)①求证：AE与PB是异面直线；②求异面直线AE和PB所成角的余弦值；(2)求三棱锥A－EBC的体积．5、如图所示的多面体中，ABCD是菱形，BDEF是矩形，ED⊥平面ABCD，∠BAD＝π3，AD＝2.(1)求证：平面FCB∥平面AED；(2)若二面角A－EF－C为直二面角，求直线BC与平面AEF所成的角θ的正弦值．6、如图,三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3.(1)证明:BC∥平面PDA;(2)证明:BC⊥PD;(3)求点C到平面PDA的距离.7、如图,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AP=1,AD=,三棱锥P-ABD的体积V=,求A到平面PBC的距离.8、如图,已知四棱锥P-ABCD,△PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BC∥AD,CD⊥AD,PC=AD=2DC=2CB,E为PD的中点.(1)证明:CE∥平面PAB;(2)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.9、如图,几何体ABC-A1DC1由一个正三棱柱截去一个三棱锥而得,AB=4,AA1=3,A1D=1,AA1⊥平面ABC,M为AB的中点,E为棱AA1上一点,且EM∥平面BC1D.(1)若N在棱BC上,且BN=2NC,证明:EN∥平面BC1D;(2)过A作平面BCE的垂线,垂足为O,确定O的位置(说明作法及理由),并求线段OE的长.10、如图,已知在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是等腰梯形,AB∥CD,点O是线段AB的中点,PO⊥平面ABCD,PO=CD=DA=AB=4,M是线段PA的中点.(1)证明:平面PBC∥平面ODM;(2)求点A到平面PCD的距离.11、如图,三棱锥P-ABC中,平面PAC⊥平面ABC,∠ABC=,点D,E在线段AC上,且AD=DE=EC=2,PD=PC=4,点F在线段AB上,且EF∥BC.(1)证明:AB⊥平面PFE;(2)若四棱锥P-DFBC的体积为7,求线段BC的长.12、如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,B1C的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C.(1)证明:B1C⊥AB;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC-A1B1C1的高.13、如图,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB∥CD,AD⊥AB,AB=2,AD=,AA1=3,E为CD上一点,DE=1,EC=3.(1)证明:BE⊥平面BB1C1 C;(2)求点B1到平面EA1C1的距离.14、已知四棱锥P-ABCD中,PD⊥底面ABCD,底面ABCD为菱形,AD=2,∠DAB=60°,E为AB的中点.(1)证明:平面PCD⊥平面PDE;(2)若PD=AD,求点E到平面PBC的距离.15、如图,在梯形ABCD中,AB⊥AD,AB∥CD,CD=2AD=2,DE⊥平面ABCD,DE∥BF,BD⊥CF,AF⊥CE.(1)求证:CE⊥DF;(2)求证:BD⊥平面BCF;(3)求AB的长.16、如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为菱形,且∠DAB=60°,PA=PD,M为CD的中点,BD⊥PM.(1)求证:平面PAD⊥平面ABCD;(2)若∠APD=90°,四棱锥P-ABCD的体积为,求三棱锥A-PBM的高.17、如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥平面ABC,∠ACB=90°,AC=CB=CC1=2,M是AB的中点.(1)求证:平面A1CM⊥平面ABB1A1;(2)求点M到平面A1CB1的距离.18、已知等腰梯形ABCE中,AB∥EC,AB=BC=EC=4,∠ABC=120°,D是EC的中点,将△ADE沿AD 折起,构成四棱锥P-ABCD,M,N分别是BC,PC的中点.(1)求证:AD⊥平面DMN;(2)当平面PAD⊥平面ABCD时,求点C到平面PAB的距离.⇒19、在平面四边形ADBC(如图(1))中,△ABC与△ABD均为直角三角形且有公共斜边AB,设AB=2,∠BAD=30°,∠BAC=45°,将△ABC沿AB折起,构成如图(2)所示的三棱锥C'-ABD.(1)当C'D=时,求证:平面C'AB⊥平面DAB;(2)当AC'⊥BD时,求三棱锥C'-ABD的高.20、如图，已知三棱锥A－BPC，AP⊥PC，AC⊥BC，M为AB的中点，D为PB的中点，且△PMB为正三角形．(1)求证：BC⊥平面APC；(2)若BC＝3，AB＝10，求点B到平面DCM的距离．21、如图所示,A是△BCD所在平面外的一点,E,F分别是BC,AD的中点.(1)求证:直线EF与BD是异面直线;(2)若AC⊥BD,AC=BD,求EF与BD所成的角.22、如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥底面ABC,D是PC的中点.已知∠BAC=,AB=2,AC=2,PA=2.(1)求三棱锥P-ABC的体积;(2)求异面直线BC与AD所成角的余弦值.23、如图,在四面体ABCD 中,△ABC 是等边三角形,平面ABC ⊥平面ABD ,点M 为棱AB 的中点,AB=2,AD=2 ,∠BAD=90°. (1)求证:AD ⊥BC ;(2)求异面直线BC 与MD 所成角的余弦值; (3)求直线CD 与平面ABD 所成角的正弦值.24、如图所示，在四棱锥P ABCD -中，平面PAB ⊥平面ABCD ，//AD BC ，=2AD BC ，90DAB ABP ∠=∠=︒．（Ⅰ）求证：AD ⊥平面PAB ； （Ⅱ）求证：AB ⊥PC ；（Ⅲ）若点E 在棱PD 上，且CE ∥平面PAB ，求PEPD的值．25、如图，在三棱锥D ABC -中，已知BCD △是正三角形，AB ⊥平面BCD ，AB BC a ==，E 为BC 的中点，F 在棱AC 上，且3AF FC =．（Ⅰ）求三棱锥D ABC -的体积； （Ⅱ）求证：AC ⊥平面DEF ；（Ⅲ）若M 为DB 中点，N 在棱AC 上，且38CN CA =，求证：MN //平面DEF ．26、如图,在三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,点M 是棱CC 1的中点.(1)在棱AB 上是否存在一点N ,使MN ∥平面AB 1C 1?若存在,请确定点N 的位置.若不存在,请说明理由;(2)当△ABC 是等边三角形,且AC=CC 1=2时,求点M 到平面AB 1C 1的距离.AB CD NFM E27.如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,AB⊥平面BCC1B1,∠BCC1=,AB=BB1=2,BC=1,D为CC1的中点.(1)求证:DB1⊥平面ABD;(2)求点A1到平面ADB1的距离.28、如图,在三棱锥P-ABC中,AB=BC=2,PA=PB=PC=AC=4,O为AC的中点.(1)证明:PO⊥平面ABC;(2)若点M在棱BC上,且MC=2MB,求点C到平面POM的距离.30、如图,在三棱台ABC-DEF中,平面BCFE⊥平面ABC,∠ACB=90°,BE=EF=FC=1,BC=2,AC=3.(1)求证:BF⊥平面ACFD;(2)求直线BD与平面ACFD所成角的余弦值.。
立体几何文科常考证明题汇总
立体几何证明题1. 正方体1111ABCD-A B C D ，1AA =2，E 为棱1CC 的中点． (Ⅰ) 求证：11B D AE ⊥； (Ⅱ) 求证：//AC 平面1B DE ； （Ⅲ）求三棱锥A-BDE 的体积．2.已知正方体1111ABCD A BC D -，O 是底ABCD 对角线的交点.求证：(１) C 1O ∥面11AB D ；(2)1AC ⊥面11AB D ．3．如图，PA ⊥矩形ABCD 所在平面，M 、N 分别是AB 和PC 的中点. （Ⅰ）求证：MN ∥平面PAD ；（Ⅱ）求证：MN CD ⊥；（Ⅲ）若45PDA ∠=，求证：MN ⊥平面PCD .NM PDBA A11A EC D 1ODBAC 1B 1A 1C4. 如图（1），ABCD 为非直角梯形，点E ，F 分别为上下底AB ，CD 上的动点，且EF CD ⊥。
现将梯形AEFD 沿EF 折起，得到图（2）（1）若折起后形成的空间图形满足DF BC ⊥，求证：AD CF ⊥；（2）若折起后形成的空间图形满足,,,A B C D 四点共面，求证：//AB 平面DEC ；5．如图，在五面体ABCDEF 中，FA ⊥平面ABCD, AD//BC//FE ，AB ⊥AD ，M 为EC 的中点， N 为AE 的中点，AF=AB=BC=FE=12AD (I) 证明平面AMD ⊥平面CDE ； (II) 证明//BN 平面CDE ；6．在四棱锥P －ABCD 中,侧面PCD 是正三角形,且与底面ABCD 垂直,已知菱形ABCD 中∠ADC ＝60°, M 是P A 的中点，O 是DC 中点. （1）求证：OM // 平面PCB ； （2）求证:P A ⊥CD ；（3）求证:平面P AB ⊥平面COM .A B C D E F 图（1） EBCF DA 图（2）A FEBC DMN PDABCOM7．如图，在四棱锥P—ABCD中，底面ABCD是正方形，侧棱PD⊥底面ABCD，PD=DC，E是PC的中点，作EF⊥PB交PB于点F.（1）证明P A//平面EDB；（2）证明PB⊥平面EFD8.正四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面边长是3，侧棱长是3，点E，F分别在BB1，DD1上，且AE⊥A1B，AF⊥A1D．(1)求证：A1C⊥面AEF；(2)求二面角A-EF-B的大小；(3)点B1到面AEF的距离.1．已知直线l、m、平面α、β，且l⊥α，m⊂β，给出下列四个命题：（1）α∥β，则l⊥m （2）若l⊥m，则α∥β（3）若α⊥β，则l∥m （4）若l∥m，则α⊥β其中正确的是__________________.2. m、n是空间两条不同直线，αβ、是空间两条不同平面，下面有四个命题：①,;m n m nαβαβ⊥⇒⊥, ②,,;m n m nαβαβ⊥⊥⇒③,,;m n m nαβαβ⊥⇒⊥④,,;m m n nααββ⊥⇒⊥其中真命题的编号是________（写出所有真命题的编号）。
高考文科立体几何题汇总（含答案）
19．（本小题满分12分）2008 如图，在四棱锥P ABCD -中，平面PAD ^平面ABCD ，AB DC ∥，P AD △是等边三角形，已知28BD AD ==，245AB DC ==．（Ⅰ）设M 是PC 上的一点，证明：平面MBD ^平面PAD ； （Ⅱ）求四棱锥P ABCD -的体积．的体积．18.（本小题满分12分）分） 2009 如图，在直四棱柱ABCD-A 1B 1C 1D 1中，底面ABCD 为等腰梯形，AB//CD ，AB=4, BC=CD=2, AA 1=2, E 、E 1分别是棱AD 、AA 1的中点. （1） 设F 是棱AB 的中点,证明：直线EE 1//平面FCC 1； （2） 证明:平面D 1AC ⊥平面BB 1C 1C. 2010 （20）（本小题满分12分）分）在如图所示的几何体中，四边形ABCD 是正方形，BCD A MA 平面^,PD ∥MA ,E G F 、、分别为MB 、PC PB 、的中点，且2MA PD AD ==．（Ⅰ）求证：平面PDC EFG 平面^; （Ⅱ）求三棱锥的体积之比与四棱锥ABCD P MAB P --．A B C M P D EA B C F E 1 A 1 B 1 C 1 D 1 D 2011 19．（本小题满分12分）分）如图，在四棱台1111ABCD A B C D -中，1D D ^平面ABCD ，底面ABCD 是平行四边形，AB=2AD ，11AD=A B ，BAD=Ð60° （Ⅰ）证明：1AA BD ^；（Ⅱ）证明：11CC A BD ∥平面．2012 (19) ( (本小题满分本小题满分12分)如图，几何体E ABCD -是四棱锥，△ABD 为正三角形，,CB CD EC BD =^. (Ⅰ)求证：BE DE =；(Ⅱ)若∠120BCD =°，M 为线段AE 的中点，的中点， 求证：DM ∥平面BEC .53238545545523163 ACM PDOEA B C F 1 1 C 1 D 1 D F 1 EC 1 1 C 1 D 1 D 所以CC 1⊥AC,因为底面ABCD 为等腰梯形，AB=4, BC=2, F 是棱AB 的中点,所以CF=CB=BF ，△BCF 为正三角形，为正三角形， 60BCF Ð=°,△ACF 为等腰三角形，且30ACF Ð=°所以AC ⊥BC, 又因为BC 与CC 1都在平面BB 1C 1C 内且交于点C, 所以AC ⊥平面BB 1C 1C,而AC Ì平面D 1AC, 所以平面D 1AC ⊥平面BB 1C 1C. 2010 （20）本小题主要考查空间中的线面关系，考查线面垂直、）本小题主要考查空间中的线面关系，考查线面垂直、面面垂直的判定及几面面垂直的判定及几何体体积的计算，考查试图能力和逻辑思维能力。
立体几何证明题[文科]
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立体几何练习1. 如图：梯形ABCD 和正△PAB 所在平面互相垂直，其中//,AB DC12AD CD AB ==，且O 为AB 中点. ( I ) 求证：//BC 平面POD ； ( II ) 求证：AC ⊥PD .2.如图，菱形ABCD 的边长为6，60BAD ∠=,ACBD O =.将菱形ABCD 沿对角线AC 折起，得到三棱锥B ACD -,点M 是棱BC的中点，DM =（Ⅰ）求证：//OM 平面ABD ； （Ⅱ）求证：平面ABC ⊥平面MDO ； （Ⅲ）求三棱锥M ABD -的体积.BACDOPABCCMODC3. 如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 为直角梯形，AD //BC ，∠ADC =90°，BC =12AD ，PA =PD ，Q 为AD 的中点． （Ⅰ）求证：AD ⊥平面PBQ ；（Ⅱ）若点M 在棱PC 上，设PM =tMC ，试确定t 的值，使得PA //平面BMQ ．4. 已知四棱锥P ABCD -的底面是菱形．PB PD =，E 为PA 的中点． （Ⅰ）求证：PC ∥平面BDE ； （Ⅱ）求证：平面PAC ⊥平面BDE ．5. 已知直三棱柱111C B A ABC -的所有棱长都相等，且F E D ,,分别为11,,AA BB BC 的中点. (I) 求证：平面//1FC B 平面EAD ；PABCDQ M1C 1A 1B（II ）求证：⊥1BC 平面EAD .6. 如图所示，正方形ABCD 与直角梯形ADEF 所在平面互相垂直，90ADE ∠=，DE AF //，22===AF DA DE .(Ⅰ)求证：AC ⊥平面BDE ； (Ⅱ)求证：//AC 平面BEF ；（Ⅲ）求四面体BDEF 的体积.7. 如图，在四棱锥ABCD P -中，平面PAD ⊥平面ABCD ， AB=AD ，∠BAD=60°，E 、F 分别是AP 、AD 的中点 求证：（1）直线EF//平面PCD ； （2）平面BEF ⊥平面PAD.8.如图，四边形ABCD 为正方形，QA ⊥平面ABCD ，PD ∥QA ，QA =AB =12PD ． （I ）证明：PQ ⊥平面DCQ ；ABCDFE（II ）求棱锥Q —ABCD 的的体积与棱锥P —DCQ 的体积的比值．9. 如图，在△ABC 中，∠ABC=45°，∠BAC=90°，AD 是BC 上的高，沿AD 把△ABD 折起，使∠BDC=90°。
文科立体几何大题训练
文科立体几何大题训练1．如图，四棱锥P﹣ABCD中，侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD，AB=BC=AD，∠BAD=∠ABC=90°．（1）证明：直线BC∥平面PAD；（2）若△PCD面积为2，求四棱锥P﹣ABCD的体积．2．如图，在三棱锥P﹣ABC中，PA⊥AB，PA⊥BC，AB⊥BC，PA=AB=BC=2，D为线段AC的中点，E为线段PC上一点．（1）求证：PA⊥BD；（2）求证：平面BDE⊥平面PAC；（3）当PA∥平面BDE时，求三棱锥E﹣BCD的体积．3．如图，四棱锥P﹣ABCD中，PA⊥底面ABCD，AD∥BC，AB=AD=AC=3，PA=BC=4，M为线段AD上一点，AM=2MD，N为PC的中点．（Ⅰ）证明MN∥平面PAB；（Ⅱ）求四面体N﹣BCM的体积．4．如图，在三棱锥P﹣ABC中，PA=PB=AB=2，BC=3，∠ABC=90°，平面PAB⊥平面ABC，D，E分别为AB，AC中点．（1）求证：DE∥平面PBC；（2）求证：AB⊥PE；（3）求三棱锥P﹣BEC的体积．5．如图，在四棱锥P﹣ABCD中，PA⊥平面ABCD，底面ABCD是菱形，PA=AB=2，E为PA 的中点，∠BAD=60°．（Ⅰ）求证：PC∥平面EBD；（Ⅱ）求三棱锥P﹣EDC的体积．6．如图，在三棱锥D﹣ABC中，DA=DB=DC，E为AC上的一点，DE⊥平面ABC，F为AB的中点．（Ⅰ）求证：平面ABD⊥平面DEF；（Ⅱ）若AD⊥DC，AC=4，∠BAC=45°，求四面体F﹣DBC的体积．7．如图，四边形ABCD是正方形，平面ABCD⊥平面ABE，AF∥BE，AB⊥BE，AB=BE=2，AF=1．（Ⅰ）求证：AC⊥平面BDE；（Ⅱ）求证：AC∥平面DEF；（III）求三棱锥D﹣FEB的体积．8．如图，四棱锥S﹣ABCD中，底面ABCD是菱形，其对角线的交点为O，且SA=SC，SA⊥BD．（1）求证：SO⊥平面ABCD；（2）设∠BAD=60°，AB=SD=2，P是侧棱SD上的一点，且SB∥平面APC，求三棱锥A﹣PCD 的体积．文科立体几何大题训练参考答案与试题解析一．解答题（共8小题）1．如图，四棱锥P﹣ABCD中，侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD，AB=BC=AD，∠BAD=∠ABC=90°．（1）证明：直线BC∥平面PAD；（2）若△PCD面积为2，求四棱锥P﹣ABCD的体积．【解答】（1）证明：四棱锥P﹣ABCD中，∵∠BAD=∠ABC=90°．∴BC∥AD，∵AD⊂平面PAD，BC⊄平面PAD，∴直线BC∥平面PAD；（2）解：四棱锥P﹣ABCD中，侧面PAD为等边三角形且垂直于底面ABCD，AB=BC=AD，∠BAD=∠ABC=90°．设AD=2x，则AB=BC=x，CD=，O是AD的中点，连接PO，OC，CD的中点为：E，连接OE，则OE=，PO=，PE==，△PCD面积为2，可得：=2，即：，解得x=2，PO=2．则V P﹣ABCD=×（BC+AD）×AB×PO==4．2．如图，在三棱锥P﹣ABC中，PA⊥AB，PA⊥BC，AB⊥BC，PA=AB=BC=2，D为线段AC的中点，E为线段PC上一点．（1）求证：PA⊥BD；（2）求证：平面BDE⊥平面PAC；（3）当PA∥平面BDE时，求三棱锥E﹣BCD的体积．【解答】解：（1）证明：由PA⊥AB，PA⊥BC，AB⊂平面ABC，BC⊂平面ABC，且AB∩BC=B，可得PA⊥平面ABC，由BD⊂平面ABC，可得PA⊥BD；（2）证明：由AB=BC，D为线段AC的中点，可得BD⊥AC，由PA⊥平面ABC，PA⊂平面PAC，可得平面PAC⊥平面ABC，又平面PAC∩平面ABC=AC，BD⊂平面ABC，且BD⊥AC，即有BD⊥平面PAC，BD⊂平面BDE，可得平面BDE⊥平面PAC；（3）PA∥平面BDE，PA⊂平面PAC，且平面PAC∩平面BDE=DE，可得PA∥DE，又D为AC的中点，可得E为PC的中点，且DE=PA=1，由PA⊥平面ABC，可得DE⊥平面ABC，可得S△BDC=S△ABC=××2×2=1，则三棱锥E﹣BCD的体积为DE•S△BDC=×1×1=．3．如图，四棱锥P﹣ABCD中，PA⊥底面ABCD，AD∥BC，AB=AD=AC=3，PA=BC=4，M为线段AD上一点，AM=2MD，N为PC的中点．（Ⅰ）证明MN∥平面PAB；（Ⅱ）求四面体N﹣BCM的体积．【解答】证明：（Ⅰ）取BC中点E，连结EN，EM，∵N为PC的中点，∴NE是△PBC的中位线∴NE∥PB，又∵AD∥BC，∴BE∥AD，∵AB=AD=AC=3，PA=BC=4，M为线段AD上一点，AM=2MD，∴BE=BC=AM=2，∴四边形ABEM是平行四边形，∴EM∥AB，∴平面NEM∥平面PAB，∵MN⊂平面NEM，∴MN∥平面PAB．解：（Ⅱ）取AC中点F，连结NF，∵NF是△PAC的中位线，∴NF∥PA，NF==2，又∵PA⊥面ABCD，∴NF⊥面ABCD，如图，延长BC至G，使得CG=AM，连结GM，∵AM CG，∴四边形AGCM是平行四边形，∴AC=MG=3，又∵ME=3，EC=CG=2，∴△MEG的高h=，∴S△BCM===2，∴四面体N﹣BCM的体积V N﹣BCM===．4．如图，在三棱锥P﹣ABC中，PA=PB=AB=2，BC=3，∠ABC=90°，平面PAB⊥平面ABC，D，E分别为AB，AC中点．（1）求证：DE∥平面PBC；（2）求证：AB⊥PE；（3）求三棱锥P﹣BEC的体积．【解答】证明：（1）∵D，E分别为AB，AC的中点，∴DE∥BC，又DE⊄平面PBC，BC⊂平面PBC，∴DE∥平面PBC．（2）连接PD，∵DE∥BC，又∠ABC=90°，∴DE⊥AB，又PA=PB，D为AB中点，∴PD⊥AB，又PD∩DE=D，PD⊂平面PDE，DE⊂平面PDE，∴AB⊥平面PDE，又PE⊂平面PDE，∴AB⊥PE．（3）∵平面PAB⊥平面ABC，平面PAB∩平面ABC=AB，PD⊥AB，PD⊂平面PAB，∴PD⊥平面ABC，∵△PAB是边长为2的等边三角形，∴PD=，∵E是AC的中点，∴．5．如图，在四棱锥P﹣ABCD中，PA⊥平面ABCD，底面ABCD是菱形，PA=AB=2，E为PA 的中点，∠BAD=60°．（Ⅰ）求证：PC∥平面EBD；（Ⅱ）求三棱锥P﹣EDC的体积．【解答】（Ⅰ）证明：连接AC，BD，设AC与BD相交于点O，连接OE．由题意知，底面ABCD是菱形，则O为AC的中点，又E为AP的中点，∴OE∥CP，∵OE⊂平面BDE，PC⊄平面BDE，∴PC∥平面BDE；（Ⅱ）解：∵E为PA的中点，∴，∵四边形ABCD是菱形，∴AC⊥BD，又∵PA⊥平面ABCD，∴PA⊥BD，又PA∩AC=A，∴DO⊥平面PAC，即DO是三棱锥D﹣PCE的高，DO=1，则．6．如图，在三棱锥D﹣ABC中，DA=DB=DC，E为AC上的一点，DE⊥平面ABC，F为AB的中点．（Ⅰ）求证：平面ABD⊥平面DEF；（Ⅱ）若AD⊥DC，AC=4，∠BAC=45°，求四面体F﹣DBC的体积．【解答】证明：（Ⅰ）∵DE⊥平面ABC，AB⊂平面ABC，∴AB⊥DE，又F为AB的中点，DA=DB，∴AB⊥DF，DE，DF⊂平面DEF，DE∩DF=D，∴AB⊥平面DEF，又∵AB⊂平面ABD，∴平面ABD⊥平面DEF．（Ⅱ）∵DA=DB=DC，E为AC上的一点，DE⊥平面ABC，∴线段DA、DB、DC在平面ABC的投影EA，EB，EC满足EA=EB=EC∴△ABC为直角三角形，即AB⊥BC由AD⊥DC，AC=4，∠BAC=45°，∴AB=BC=2，DE=2，∴S△FBC==2，∴四面体F﹣DBC的体积V F﹣DBC=V D﹣FBC==．7．如图，四边形ABCD是正方形，平面ABCD⊥平面ABE，AF∥BE，AB⊥BE，AB=BE=2，AF=1．（Ⅰ）求证：AC⊥平面BDE；（Ⅱ）求证：AC∥平面DEF；（III）求三棱锥D﹣FEB的体积．【解答】（Ⅰ）证明：∵四边形ABCD是正方形，∴AC⊥BD．又∵平面ABEF⊥平面ABCD，平面ABEF∩平面ABCD=AB，AB⊥BE，BE⊂平面ABEF，∴BE⊥平面ABCD．又∵AC⊂平面ABCD．∴BE⊥AC，又BE∩BD=B，∴AC⊥平面BDE；（Ⅱ）证明：取DE的中点G，连结OG，FG，∵四边形ABCD为正方形，∴O为BD的中点．则OG∥BE，且．由已知AF∥BE，且，则AF∥OG且AF=OG，∴四边形AOGF为平行四边形，则AO∥FG，即AC∥FG．∵AC⊄平面DEF，FG⊂平面DEF，∴AC∥平面DEF；（Ⅲ）解：∵平面ABCD⊥平面ABEF，四边形ABCD是正方形，平面ABEF∩平面ABCD=AB，∴AD∥BC，AD⊥AB．由（Ⅰ）知，BE⊥平面ABCD，AD⊂平面ABCD，∴BE⊥AD∴AD⊥平面BEF．∴．8．如图，四棱锥S﹣ABCD中，底面ABCD是菱形，其对角线的交点为O，且SA=SC，SA⊥BD．（1）求证：SO⊥平面ABCD；（2）设∠BAD=60°，AB=SD=2，P是侧棱SD上的一点，且SB∥平面APC，求三棱锥A﹣PCD 的体积．【解答】解：（1）证明：∵底面ABCD是菱形；∴对角线BD⊥AC；又BD⊥SA，SA∩AC=A；∴BD⊥平面SAC，SO⊂平面SAC；∴BD⊥SO，即SO⊥BD；又SA=SC，O为AC中点；∴SO⊥AC，AC∩BD=O；∴SO⊥平面ABCD；（2）如图，连接PO；∵SB∥平面APC，SB⊂平面SBD，平面SBD∩平面APC=PO；∴SB∥PO；在△SBD中，O是BD的中点，PO∥SB，∴P是SD的中点；取DO中点，并连接PE，则PE∥SO，SO⊥底面ACD；∴PE⊥底面ACD，且PE=；根据已知条件，Rt△ADO中AD=2，∠DAO=30°，∴DO=1；∴在Rt△SDO中，SD=2，SO=；∴；又；∴V三棱锥A﹣PCD=V三棱锥P﹣ACD=．。
专题6 立体几何(文科)解答题30题 教师版--高考数学专题训练
专题6立体几何（文科）解答题30题1．（贵州省贵阳市2023届高三上学期8月摸底考试数学（文）试题）如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，1CA CB ==，90BCA ∠=︒，12AA =，M ，N 分别是11A B ，1A A 的中点．(1)求证：1BN C M ⊥；(2)求三棱锥1B BCN -的体积．2．（广西普通高中2023届高三摸底考试数学（文）试题）如图，多面体ABCDEF中，∠=︒，FA⊥平面ABCD，//ED FA，且22 ABCD是菱形，60ABC===.AB FA ED(1)求证：平面BDE⊥平面FAC；(2)求多面体ABCDEF的体积.））如图所示，取中点G ，连接3．（江西省五市九校协作体2023届高三第一次联考数学（文）试题）如图多面体ABCDEF 中，四边形ABCD 是菱形，60ABC ∠=︒，EA ⊥平面ABCD ，//EA BF ，22AB AE BF ===.(1)证明：平面EAC ⊥平面EFC ；(2)求点B 到平面CEF 的距离.（2）设B 到平面CEF 的距离为因为EA ⊥平面ABCD ，AC 因为//EA BF ,EA ⊥平面ABCD 且BC ⊂平面ABCD ,所以BF 因为60ABC ∠=︒，2AB =4．（新疆乌鲁木齐地区2023届高三第一次质量监测数学（文）试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥平面ABCD ，AD CD ⊥，AD BC ∥，且2PA AD CD ===，3BC =，E 是PD 的中点，点F 在PC 上，且2PF FC =．(1)证明：DF ∥平面PAB ；(2)求三棱锥P AEF -的体积．（2）作FG PD ⊥交PD 于点G 因为PA ⊥面ABCD ，所以PA 又AD CD ⊥，PA 与AD 交于点所以CD ⊥面PAD ，CD PD ⊥又FG PD ⊥，所以//FG CD ，所以所以PF FG PC CD =，得43FG =，因为E 为PD 中点，所以P AEF D AEF F ADE V V V ---===5．（新疆阿克苏地区柯坪湖州国庆中学2021-2022学年高二上学期期末数学试题）如图所示，已知AB ⊥平面BCD ，M ，N 分别是AC ，AD 的中点，BC CD ⊥．(1)求证：//MN 平面BCD ；(2)求证：CD BM ⊥；【答案】(1)证明见解析；(2)证明见解析.【分析】1）根据中位线定理，可得//MN CD ，即可由线面平行的判定定理证明//MN 平面BCD ；（2）由已知推导出AB CD ⊥，再由CD BC ⊥，得CD ⊥平面ABC ，由此能证明CD BM ⊥；【详解】（1）M ，N 分别是AC ，AD 的中点，//MN CD ∴，MN ⊂/ 平面BCD ，且CD ⊂平面BCD ，//MN ∴平面BCD ；（2）AB ⊥Q 平面BCD ，M ，N 分别是AC ，AD 的中点，AB CD ∴⊥，BC CD ⊥ ，,AB BC B AB BC =⊂ ，平面ABC ，CD \^平面ABC ，BM ⊂ 平面ABC ，CD BM ∴⊥.6．（内蒙古乌兰浩特第一中学2022届高三全真模拟文科数学试题）如图在梯形中，//BC AD ，22AB AD BC ===，23ABC π∠=，E 为AD 中点，以BE 为折痕将ABE 折起，使点A 到达点P 的位置，连接,PD PC ，(1)证明：平面PED ⊥平面BCDE ；(2)当2PC =时，求点D 到平面PEB 的距离.因为PE PD =，F 为ED 因为平面PED ⊥平面BCDE 因为21122PF ⎛⎫=-= ⎪⎝⎭设D 到平面PEB 的距离为7．（山西省运城市2022届高三5月考前适应性测试数学（文）试题（A 卷））如图，四棱柱1111ABCD A B C D -中，底面ABCD 为平行四边形，侧面11ADD A 为矩形，22AB AD ==，160D DB ∠=︒，1BD AA =(1)证明：平面ABCD ⊥平面11BDD B ；(2)求三棱锥11D BCB -的体积.8．（黑龙江省八校2021-2022学年高三上学期期末联合考试数学（文）试题）已知直三棱柱111ABC A B C -中，AC BC =，点D 是AB 的中点．(1)求证：1BC ∥平面1C AD ；(2)若底面ABC 边长为2的正三角形，1BB =11B A DC -的体积．【答案】(1)证明见解析(2)1【分析】（1）连接1AC 交1AC 于点E ，连接DE ，由三角形中位线定理，得1DE BC ∥，进而由线面平行的判定定理即可证得结论；（2）利用等体积转化1111B A DC C A B D V V --=，依题意，高为CD ，再求底面11A B D 的面积，进而求三棱锥的体积.【详解】（1）连接1AC 交1AC 于点E ，连接DE∵四边形11AAC C 是矩形，∴E 为1AC 的中点，又∵D 是AB 的中点，∴1DE BC ∥，又∵DE ⊂平面1C AD ，1BC ⊄平面1C AD ，∴1BC ∥面1C AD ．（2）∵AC BC =，D 是AB 的中点，∴AB CD ⊥，9．（青海省西宁市2022届高三二模数学（文）试题）如图，V是圆锥的顶点，O是底面圆心，AB是底面圆的一条直径，且点C是弧AB的中点，点D是AC的中点，2AB=，VA=．2(1)求圆锥的表面积；又D 是AC 的中点，所以OD AC ⊥，又VO OD O ⋂=，VO ⊂平面VOD ，OD ⊂平面VOD所以AC ⊥平面VOD ，又AC ⊂平面VAC ，所以平面VAC ⊥平面VOD ．10．（河南省郑州市2023届高三第一次质量预测文科数学试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，PA ⊥底面ABCD ，AD ⊥AB ，AB DC ，2AD DC AP ===，1AB =，点E 为棱PC 的中点．(1)证明：平面PBC ⊥平面PCD ；(2)求四棱锥E ABCD -的体积；又点E 为棱PC 的中点，BE 由勾股定理得2AC AD =+∵△PAC 为直角三角形，E 111．（江西省部分学校2023届高三上学期1月联考数学（文）试题）如图，在正三棱柱111ABC A B C -中，12AA AB ==，D ，E 分别是棱BC ，1BB 的中点.(1)证明：平面1AC D ⊥平面1ACE .(2)求点1C 到平面1ACE 的距离.（2）连接1EC .因为1AA 由正三棱柱的性质可知因为ABC 是边长为2的等边三角形，所以故三棱锥11A CC E -的体积以15A E CE ==，1A E 则1ACE △的面积212S =12．（广西玉林、贵港、贺州市2023届高三联合调研考试（一模）数学（文）试题）在三棱锥-P ABC 中，底面ABC 是边长为2的等边三角形，点P 在底面ABC 上的射影为棱BC 的中点O ，且PB 与底面ABC 所成角为π3，点M 为线段PO 上一动点.(1)证明：BC AM ⊥；(2)若12PM MO =，求点M 到平面PAB 的距离.AO BC ∴⊥，点P 在底面ABC 上的投影为点PO ∴⊥平面ABC ， PO BC ∴⊥，13．（广西南宁市第二中学2023届高三上学期第一次综合质检数学（文）试题）如图，D ，O 是圆柱底面的圆心，ABC 是底面圆的内接正三角形，AE 为圆柱的一条母线，P 为DO 的中点，Q 为AE 的中点，(1)若90APC ∠=︒，证明：DQ ⊥平面PBC ；(2)设2DO =，圆柱的侧面积为8π，求点B 到平面PAC 的距离.∴//,AQ PD AQ PD =，∴四边形AQDP 为平行四边形，∴//DQ PA .又∵P 在DO 上，而OD ∴O 为P 在ABC 内的投影，且ABC 是圆内接正三角形∴三棱锥-P ABC 为正三棱锥∴PAB PAC PBC △≌△≌△∴APB APC BPC ∠=∠=∠即,PA PC PA PB ⊥⊥.∵PC PB P = ，,PB PC14．（江西省吉安市2023届高三上学期1月期末质量检测数学（文）试题）如图，在四棱锥P -ABCD 中，AB CD ，12AD CD BC PA PC AB =====，BC PA ⊥．(1)证明：平面PBC ⊥平面PAC ；(2)若PB =D 到平面PBC 的距离．又BC PA ⊥，PA AC A = 所以BC ⊥平面PAC ，又BC （2）因为BC ⊥平面PAC ，由22PB =，BC PC =，得15．（江西省部分学校2023届高三下学期一轮复习验收考试（2月联考）数学（文）试题）如图，在长方体1111ABCD A B C D -中，1AB AD ==，1AA =E 在棱1DD 上，且1AE A D ⊥．(1)证明：1AE A C ⊥；(2)求三棱锥1E ACD -的体积．【答案】(1)证明见解析;）在平面11ADD A 中，由AE ⊥1AD DE AA AD =，所以12112A DE S DE AD =⋅= 16．（新疆兵团地州学校2023届高三一轮期中调研考试数学（文）试题）如图1，在等腰梯形ABCD 中，M ，N ，F 分别是AD ，AE ，BE 的中点，4AE BE BC CD ====，将ADE V 沿着DE 折起，使得点A 与点P 重合，平面PDE ⊥平面BCDE ，如图2．(1)证明：PC∥平面MNF．(2)求点C到平面MNF的距离．17．（宁夏银川市第一中学2023届高三上学期第四次月考数学（文）试题）如图1，在直角梯形ABCD 中，,90,5,2,3AB DC BAD AB AD DC ∠==== ∥，点E 在CD 上，且2DE =，将ADE V 沿AE 折起，使得平面ADE ⊥平面ABCE （如图2）.(1)求点B 到平面ADE 的距离；(2)在线段BD 上是否存在点P ，使得CP 平面ADE ？若存在，求三棱锥-P ABC 的体积；若不存在，请说明理由..18．（陕西省汉中市2023届高三上学期教学质量第一次检测文科数学试题）如图，多面体ABCDEF 中，四边形ABCD 为菱形，60,ABC FA ∠=⊥ 平面,ABCD FA ED ∥，且22AB FA ED ===.(1)求证：BD FC ⊥；(2)求点A 到平面FBD 的距离.19．（内蒙古赤峰市2022届高三下学期5月模拟考试数学（文科）试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是菱形，60PAB PAD BAD ∠=∠=∠= ．(1)证明：BD ⊥平面PAC ；(2)若23AB PA ==，，求四棱锥P ABCD -的体积．解：如图，记AC 与BD 的交点为因为底面ABCD 为菱形，故又60PAB PAD BAD ∠=∠=∠=又PO AC O = ,故BD ⊥平面(2)解：因为2,3,AB PA ==∠20．（内蒙古2023届高三仿真模拟考试文科数学试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，四边形ABCD 是直角梯形，AD AB ⊥，//AB CD ，22PB CD AB AD ===，PD =，PC DE ⊥，E 是棱PB 的中点.(1)证明：PD ⊥平面ABCD ；(2)若F 是棱AB 的中点，2AB =，求点C 到平面DEF 的距离.，AB AD=AB AD⊥，2BD∴=为棱PB中点，DE PBE∴⊥，又∴⊥平面PBC，又BC⊂平面DE在直角梯形ABCD中，取CD中点 ，DM AB=2CD AB∴=，又DM ∴四边形ABMD为正方形，BM∴∴===，又BC BM AD AB222BD DE⊂平面PBD ，,=BD DE D21．（山西省晋中市2022届高三下学期5月模拟数学（文）试题）如图，在三棱锥-P ABC中，PAB 为等腰直角三角形，112PA PB AC ===，PC ，平面PAB ⊥平面ABC .(1)求证：PA BC ⊥；(2)求三棱锥-P ABC 的体积.∴OP AB ⊥，22OP =，AB =又∵平面PAB ⊥平面ABC ，平面∴OP ⊥平面ABC .22．（山西省太原市2022届高三下学期三模文科数学试题）已知三角形PAD 是边长为2的正三角形，现将菱形ABCD 沿AD 折叠，所成二面角P AD B --的大小为120°，此时恰有PC AD ⊥.(1)求BD 的长；(2)求三棱锥-P ABC 的体积.∵PAD 是正三角形，∴PM AD ⊥，又∴,PC AD PC PM P⊥=I ∴AD ⊥平面PMC ，∴AD MC ⊥，故ACD 为等腰三角形23．（陕西省联盟学校2023届高三下学期第一次大联考文科数学试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，底面ABCD 是长方形，22AD CD PD ===，PA 二面角P AD C--为120︒，点E 为线段PC 的中点，点F 在线段AB 上，且12AF =.(1)平面PCD ⊥平面ABCD ；(2)求棱锥C DEF -的高.824．（陕西省榆林市2023届高三上学期一模文科数学试题）如图，在四棱锥P ABCD -中，平面PAD ⊥底面,,60,ABCD AB CD DAB PA PD ∠=⊥ ∥，且2,22PA PD AB CD ====.(1)证明：AD PB ⊥；(2)求点A 到平面PBC 的距离.（2）因为AB CD ，所以∠2222BC BD CD BD CD =+-⋅由222BD BC CD =+，得BC 25．（陕西省宝鸡教育联盟2022-2023学年高三下学期教学质量检测（五）文科数学试题）如图，在三棱柱111ABC A B C -中，平面11ABB A ⊥平面ABC ，四边形11ABB A 是边长为2的菱形，ABC 为等边三角形，160A AB ∠=︒，E 为BC 的中点，D 为1CC 的中点，P为线段AC上的动点．AB平面PDE，请确定点P在线段AC上的位置；(1)若1//-的体积．(2)若点P为AC的中点，求三棱锥C PDE（2）解：如图，取AB 的中点∵四边形11ABB A 为边长为2∴12A B =，1AA B 为等边三角形，26．（山西省运城市2022届高三上学期期末数学（文）试题）如图，在四棱锥P -ABCD中，底面ABCD 是平行四边形，2APB π∠=，3ABC π∠=，PB =，24PA AD PC ===，点M 是AB 的中点，点N 是线段BC 上的动点．(1)证明：CM⊥平面PAB；(2)若点N到平面PCM BNBC的值．27．（2020届河南省许昌济源平顶山高三第二次质量检测文科数学试题）如图，四棱锥P ABCD -中，//AB CD ，33AB CD ==，2PA PD BC ===，90ABC ∠=︒，且PB PC =.（1）求证：平面PAD ⊥平面ABCD ；（2）求点D 到平面PBC 的距离.因为//AB CD ，33AB CD ==，所以四边形ABCD 为梯形，又M 、E 为AD 、BC 的中点，所以ME 为梯形的中位线，28．（青海省海东市2022-2023学年高三上学期12月第一次模拟数学（文）试题）如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，ABC 是等边三角形，14AB AA ==,D 是棱AB 的中点.(1)证明：平面1ACD ⊥平面11ABB A .(2)求点1B 到平面1A CD 的距离.由题意可得11A B D △的面积因为ABC 是边长为4的等边三角形，且29．（河南省十所名校2022-2023学年高三阶段性测试（四）文科数学试题）如图，在四棱锥P —ABCD 中，PC BC ⊥，PA PB =，APC BPC ∠=∠．(1)证明：PC AD ⊥；(2)若AB CD，PD AD ⊥，PC =，且点C 到平面PAB AD 的长．∵PA PB =，APC BPC ∠=∠∴90PCA PCB ∠=∠=︒，即∵PC BC ⊥，AC BC = ∴PC ⊥平面ABCD ，又∵PA PB =，E 为AB 中点∴PE AB ⊥，由（1）知AC BC =，E 为∵PE CE E = ，,PE CE 30．（河南省部分重点中学2022-2023学年高三下学期2月开学联考文科数学试题）如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，5AB AC ==，16BB BC ==，D ，E 分别是1AA 和1B C 的中点.(1)求证：平面BED ⊥平面11BCC B ；(2)求三棱锥E BCD -的体积.。
立体几何大题练习(文科)
1．如图，在三棱锥A﹣BCD中，AB⊥AD，BC⊥BD，平面ABD⊥平面BCD，点E、F（E与A、D不重合）分别在棱AD，BD上，且EF⊥AD．求证：（1）EF∥平面ABC；（2）AD⊥AC．2．如图，在直三棱柱ABC﹣A1B1C1中，BC⊥AC，D，E是AB，AC的中点．（1）求证：B1C1∥平面A1DE；（2）求证：平面A1DE⊥平面ACC1A1．3．如图，在四棱锥P﹣ABCD中，底面ABCD是边长为2的正方形，侧面PAD⊥底面ABCD，且PA=PD=AD，E、F分别为PC、BD的中点．（1）求证：EF∥平面PAD；（2）求证：面PAB⊥平面PDC．4．如图，在四棱锥P﹣ABCD中，PA⊥平面ABCD，底面ABCD为菱形，且PA=AD=2，BD=2，E、F分别为AD、PC中点．（1）求点F到平面PAB的距离；（2）求证：平面PCE⊥平面PBC．5．在四棱锥P﹣ABCD中，底面ABCD为直角梯形，∠BAD=∠ADC=90°，DC=2AB=2AD，BC ⊥PD，E，F分别是PB，BC的中点．求证：（1）PC∥平面DEF；（2）平面PBC⊥平面PBD．6．如图，在三棱锥A ﹣BCD 中，E ，F 分别为BC ，CD 上的点，且BD ∥平面AEF ．（1）求证：EF ∥平ABD 面；（2）若AE ⊥平面BCD ，BD ⊥CD ，求证：平面AEF ⊥平面ACD ．7．已知四棱锥中，⊥平面，是直角梯形，，90º，．（1）求证：⊥；（2）在线段上是否存在一点，使//平面， 若存在，指出点的位置并加以证明；若不存在，请说明理由ABCD P -PA ABCD ABCD BC AD //BAD ∠AD BC 2=AB PD PB E AE PCD E。
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立体几何练习1. 如图：梯形ABCD 和正△ PAB 所在平面互相垂直，其中1AD =CDAB ，且0为AB 中点• 2(I )求证：BC//平面POD ； (II )求证：AC _ PD •2. 如图，菱形ABCD 的边长为6， BAD =60：, AC" BD = O •将菱形ABCD 沿对角线AC 折起，得到三棱锥 B-ACD ,点M 是棱BC 的中点，DM =3、、2.(I)求证：OM //平面ABD ； (□)求证：平面 ABC -平面MDO ；(川)求三棱锥CBDAB // DC,B3. 如图，在四棱锥P-ABCD中，底面ABCD为直角梯形，AD//BC, ZADC=90 °1 BC=-^AD, PA=PD, Q 为AD 的中点.2(I )求证：AD丄平面PBQ;(□)若点M在棱PC上，设PM=tMC，试确定t的值，使得PA//平面BMQ.4. 已知四棱锥P-ABCD的底面是菱形.(I)求证：PC //平面BDE ;(□)求证：平面PAC —平面BDE .C7.如图，在四棱锥 P-ABCD 中，平面PAD 丄平面ABCD , AB=AD , Z BAD=60 °,E 、F 分别是 AP 、AD 的中点 求证：（1）直线EF//平面PCD ;（2）平面BEF 丄平面PAD.5.已知直三棱柱ABC 「A i B i C i 的所有棱长都相等，且 中点•⑴求证：平面B i FC//平面EAD ; （II ）求证：BG —平面EAD . D,E,F 分别为 BC, BB i , AA i 的6.如图所示，正方形 ABCD 与直角梯形 .ADE =90、,AF // DE , DE 二 DA 二 2AF (I )求证: AC _ 平面 BDE ； （n ）求证: AC // 平面 BEF ； （川）求四面体 BDEF 的体积. CB18.如图，四边形ABCD为正方形，QA丄平面ABCD, PD// QA, QA=AB=—PD.2(I)证明：PQ丄平面DCQ(II )求棱锥Q—ABCD的的体积与棱锥P-DCQ的体积的比值.9.如图，在△ ABC中，/ABC=45。
，启AC=90 °,AD是BC上的高，沿AD把A ABD折起，使/ BDC=90 °。
(1)证明：平面ADBX平面BDC;(2 )设BD=1，求三棱锥D-ABC的表面积A参考答案:1 1 1.证明：⑴因为0为AB中点，所以BO二丄AB,又AB//CD, CD二丄AB ,2 2 所以有CD =BO,CD//BO,所以ODCB为平行四边形，所以BC//OD,又DO 平面POD, BC二平面POD,所以BC//平面POD(II)连接OC.因为CD = BO = AO, CD // AO,所以ADCO 为平行四边形，又AD二CD，所以ADCO为菱形，所以AC — DO，因为正三角形PAB , O为AB中点，所以PO — AB，又因为平面ABCD —平面PAB ,平面ABCD「平面PAB = AB，所以PO -平面ABCD，而AC 平面ABCD，所以PO — AC ,又POA D O =O，所以AC —平面POD .又PD 平面POD，所以AC — PD .2. (I)证明：因为点O是菱形ABCD的对角线的交点,所以O是AC的中点•又点M是棱BC的中点,所以OM是ABC的中位线，OM //AB.因为OM二平面ABD, AB 平面ABD ,所以OM //平面ABD .(□)证明：由题意， OM =0D =3,因为 DM =3、2,所以 DOM =90； , OD — OM 又因为菱形 ABCD ，所以OD — AC . 因为 OM A AC = O ,所以OD —平面ABC , 因为OD 平面MDO , 所以平面ABC -平面MDO .（川）解：三棱锥 M -ABD 的体积等于三棱锥 D -ABM 的体积• 由（H ）知，OD —平面ABC ，所以OD = 3为三棱锥D- ABM 的高.1i 73ABM 的面积为—BA BM sin120〔二—6 3—2 2 2所求体积等于—S ABM OD = _3 .3 2BCD9、3•••四边形BCQA为平行四边形，且N为AC中点,•••点M是线段PC的中点，••• MN // PA .•/ MN 平面BMQ, PA二平面BMQ,••• PA // 平面BMQ.4. (I)证明：因为E , O分别为PA , AC的中点,所以EO II PC .因为EO 平面BDEPC二平面BDE所以PC I平面BDE •(H)证明：连结OP因为PB = PD ,所以OP — BD •在菱形ABCD中，BD —AC 因为OP"AC =0所以BD -平面PAC因为BD 平面BDE A所以平面PAC _平面BDE •5. (I)由已知可得AF //B i E , AF = B i E ,四边形AFBE是平行四边形，AE//FB1 ,；AE 二平面B i FC , FB i 平面B i FC ,-AE / / 平面B i FC ；又D,E分别是BC,BB i的中点，DE//BQ ,:ED 二平面B i FC, DC 平面B i FC,.ED//平面B i FC ；T AE DDE 二E,AE 平面EAD , ED 平面EAD , -平面B i FC //平面EAD .(n) 三棱柱ABC —ABiG是直三棱柱，C i C _ 面ABC，又T AD 面ABC ,C i C _ AD .又Y直三棱柱ABC - A i B i C i的所有棱长都相等，D是BC边中点, ■ ABC是正三角形，.BC_AD ,而CQ 门BC - C ，CC i —面BCC i B i ，BC 二面BCG B i ，AD _ 面BCGB，故AD _ BC i .'■P四边形BCC i B i是菱形，^ BC i _ Bi C ，而DE// BC，故DE — BC i ,由AD DE = D，AD 面EAD，ED 面EAD，得BC i -面EAD .6. ( I )证明：因为平面ABCD —平面ADEF , ADE =90 ,所以DE -平面ABCD ,所以DE — AC •因为ABCD是正方形，所以AC - BD，所以AC -平面BDE .(n )证明：设ACPlBD =0，取BE中点G，连结FG, 0G ,1所以，OG Z — DE •2因为AF // DE , DE =2AF，所以AF //OG ,从而四边形AFGO是平行四边形，FG//AO.因为FG 平面BEF , AO二平面BEF ,所以AO//平面BEF，即AC//平面BEF .（川）解：因为平面ABCD _平面ADEF , AB _ AD ,所以AB _平面ADEF .因为AF//DE, ADE =90；, DE 二DA = 2AF = 2 ,1所以DEF的面积为ED AD =2 ,21 4所以四面体BDEF的体积S DEF AB3 37. 解：（1）因为E、F分别是AP、AD的中点，EF |PD,又PD 面PCD,EF 二面PCD.直线EF//平面PCD（2）连接BD AB二AD, BAD=60 , ABD为正三角形F是AD的中点，.BF — AD,又平面PAD丄平面ABCD,面PAD「面ABCD = AD, BF —面PAD,BF 面BEF 所以，平面BEF丄平面PAD.8. 解：（I）由条件知PDAQ为直角梯形因为QA丄平面ABCD,所以平面PDAQ丄平面ABCD,交线为AD.又四边形ABCD为正方形，DC丄AD,所以DC丄平面PDAQ，可得PQ丄DC.在直角梯形PDAQ中可得DQ=PQ= PD,贝V PQ丄QD2所以PQ丄平面DCQ.（II ）设AB= a.1 3由题设知AQ为棱锥Q—ABCD的高，所以棱锥Q—ABCD的体积V a .3J2 由(I)知PQ为棱锥P—DCQ的高，而PQ=、.2a , ADCQ的面积为a2,2所以棱锥P —DCQ的体积为V23故棱锥Q—ABCD的体积与棱锥P—DCQ的体积的比值为19. (1 )•••折起前AD是EC边上的高，当 A ABD折起后，ADL DC, AD1DB,又DB DC = D,•••AD丄平面BDC，又••• AD匕平面BDC.•••平面ABD丄平面BDC.(2)由(1)知，DA—DB , DB — DC , DC — DA「DB=DA=DC=1 AB=BC=CA=2 ,1 1S|_DAM -S_DBC = S DCA = ? 1 1 = ?，S ABC --2sin 6^—3••二棱锥D—ABC的表面积是13. 证明：（I）AD // BC, BC= - AD, Q 为AD 的中点，2•••四边形BCDQ为平行四边形，/-CD // BQ .T Z ADC=90 °••/ AQB=90 ° 即QB丄AD.T PA=PD, Q为AD的中点,•••PQ 丄AD.T PQQBQ=Q,•••AD丄平面PBQ.(□)当t =1 时，PA/平面BMQ.连接AC,交BQ于N,连接MN.vBC// 1 2 DQ,2。