2018高考数学空间几何高考真题.pptx
2018届高考数学理科全国通用一轮总复习课件:第七章 立体几何 7.7.2 精品

【解析】以D为原点,DA,DC,DD1所在直线为坐标轴建 立空间直角坐标系,设AB=1, 则D(0,0,0),
N(0,1,
1 2
),M(0,
1 2
,
0),A1
1,
0,1,
所以DN
(0,1,
1 2
),MA1
(1,
1 2
,1),
所以DN
MA1
0 1 1(
1 ) 2
1 1 2
0,
所以 DN M所A1以,A1M与DN所成的角的大小是90°. 答案:90°
则 A(-1,0,2),B1 1,0,0,B(1,0,2),C1(0,3,0),
所以 AB1=(2,0,- 2),BC1=(-1, 3,- 2), 因为 AB1 BC1=(2,0,- 2) (-1, 3,- 2)=0, 所以 AB1 即BC异1,面直线AB1和BC1所成角为直角,则其 正弦值为1.
b.如图②③,n1,n2分别是二面角α-l-β的两个半平面 α,β的法向量,则二面角的大小θ满足cosθ=_c_o_s_<n__1,_n_2_> 或_-_c_o_s_<_n_1_,_n_2>_.
【特别提醒】 1.利用 | AB |2 =AB AB 可以求空间中有向线段的长度. 2.点面距离的求法
【变式训练】将正方形ABCD沿对角线AC折起,当以
A,B,C,D四点为顶点的三棱锥体积最大时,异面直线AD
与BC所成的角为 ( )
A.
B.
C.
D.
6
4
3
2
【解析】选C.不妨以△ABC为底面,则由题意当以 A,B,C,D为顶点的三棱锥体积最大,即点D到底面△ABC 的距离最大时,平面ADC⊥平面ABC,取AC的中点O,连接 BO,DO,则易知DO,BO,CO两两互相垂直,所以分别以 OD,OB,OC 所在直线为z,x,y轴建立空间直角坐标系,令 BO=DO=CO=1,则有O(0,0,0),A(0,-1,0),D(0,0,1),
【课标通用】2018届高考数学(理)一轮课件:28-空间几何体的表面积和体积

表面积 S 表=2πr(r+l) S 表=πr(r+l) S 表=π(r2+r'2+rl+r'l) S 表=S 侧+S 底 S 表=S 侧+S 上底+S 下底 S 表=4πR2
S 侧=Ch S 侧= (C+C')h'
考点62
考点63
考点64
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典例导引1(1)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为 ( )
考点62
考点63
考点64
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考点62几何体的表面积 1.(2016课标Ⅰ,理6)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及 28π 每个圆中两条互相垂直的半径.若该几何体的体积是 3 ,则它的表 面积是( )
A.17π
B.18π C.20π D.28π
1 【答案】 A 由三视图可知该几何体是球截去 后所得几何体, 8 7 4π 3 28π 则 × × R = ,解得 R=2, 8 3 3 7 3 所以它的表面积为 × 4πR2+ × πR2=14π+3π=17π. 8 4
考点62
考点63
考点64
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2.(2016课标Ⅲ,理9)如图,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,则该多面体的表面积为 ( )
A.18+36 5 B.54+18 5 C.90 D.81
【答案】 B 由三视图知该几何体是平行六面体,且底面是边长为 3 的正方形,侧棱长为 3 5, 所以该几何体的表面积为 S=2× 3× 6+2× 3× 3+2× 3× 3 5=54+18 5,故选 B.
2018版高考数学理 全国甲卷大二轮总复习与增分策略配套课件 专题五 立体几何与空间向量第1讲 精品

体的体积为( )
2π A. 3
4π B. 3
√C.53π
D.2π
解析
1 234
4.(2016·浙江)如图,已知平面四边形ABCD,AB=BC=3,CD=1,AD = 5,∠ADC=90°,沿直线AC将△ACD翻折成△ACD′,直线AC与
6 BD′所成角的余弦的最大值是___6_____.
解析
答案
考情考向分析
专题五 立体几何与空间向量
第1讲 空间几何体
栏目索引
1 高考真题体验 2 热点分类突破 3 高考押题精练
高考真题体验
1 234
1.(2016·山东)一个由半球和四棱锥组成的几何体,其三视图如图所示,
则该几何体的体积为( )
A.13+23π
√C.13+
2 6π
B.13+
2 3π
D.1+
2 6π
解析 由三视图知,半球的半径 R= 22,
例2 (1)(2016·北京)某三棱锥的三视图如图所
示,则该三棱锥的体积为( )
√A.16
1 B.3
1
C.2
D.1
解析 由三视图知,三棱锥如图所示:
由侧视图得高h=1, 又底面积 S=12×1×1=12. 所以体积 V=13Sh=16.
解析
(2) 如 图 , 在 棱 长 为 6 的 正 方 体 ABCD - A1B1C1D1 中 , 点 E , F 分 别 在 C1D1与C1B1上,且C1E=4,C1F=3,连接EF,FB,DE,BD,则几何 体EFC1-DBC的体积为( )
例1 (1)(2016·课标全国甲)如图是由圆柱与圆锥组合而成的几何体的 三视图,则该几何体的表面积为( )
2018年全国二卷立体几何(文理)详解

2018年全国二卷立体几何(文理)详解各位铁子门,欢迎大家再次来到孙老师的鹏哥谈数学!上两节课带着大家分析了2018年全国一卷、三卷的立体几何解答题,大家有怎么样的感受?此时,你的内心有没有一点点涟漪浮起?……12分的解答题,简直是弱爆了,竟然只考……面面垂直、空间角……其实吧,所谓命题专家也就这点能耐了!……不信,你再看2018年的全国二卷之立体几何…………竟然……线面垂直、空间角……(据说葛大爷葛军退役后,江湖再无哭泣,人间宁静安详……)来看看二卷的这道题,心细的伙伴们有没有发现,我们二卷的立体几何经常考棱锥(文理科一样样),不信,你看………16年五棱锥(菱形对折)、17年四棱锥、18年三棱锥…….……额……19年要考谁?能考谁?来来来,孙老师偷偷告诉你……(哈哈,我总是低调不了,总是这么傲娇,我想总有一天会死得很惨,哈哈哈)我们先看18年二卷理科的这道题(孙老师忍不住想告诉你,18年理科这道题的题号发生了调整,干翻了解析几何老二的宝座,跑到了第20题,这是疏忽还是有意,各位童鞋们怎么看,哈哈哈!):(1)线面垂直……我不想多做解释了,实在记不起来,回头看我的前一篇帖子2018年全国一卷理科数学立体几何详解我还是忍不住想再说一遍,老师嘛,传道受业解惑也!……如果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……当然,我们需要先尝试找到边角关系,中点是突破口,等腰三角形是关键,勾股定理是核心,判定定理算锤子,于是乎……(2)空间角之线面角……还要再重复吗?no……你已成仙,再不晓得就自己挂掉吧!(童话里都是骗人的.......忽然想到了成龙大哥,金喜善.......年代久远,尔等可能不知道,历史人物......)建系……我们再看18年二卷文科的这道题:……立体几何,同样的三棱锥,长相神似理科,两个问题…………线面垂直、点面距……额,文科的特点来了,都说文科感性,理科理性,扯什么淡,有证据吗?我也会写诗,我也能抒情,原谅一个理工直男的表白吧!哈哈,我都说了些什么?嗯…….算了吧,不作践自己了!孙老师也是重情之人,脸皮薄,容易脸红,本来脸黑,一红就更黑了……(哈哈哈)点面距…..?什么东西?……垂线上任意一点到垂足间的线段,叫做这个点到这个平面的垂线段.垂线段的长度叫做这个点到平面的距离!那么,我们怎么解决点面距的问题?(三个方法,随便你爱那个,只要能放电就行!)(1)找点投影法求点面距(告诉你,这个基本帮不了什么你忙,所以,别多想……)(2)等体积法求点面距(学马克思的小伙伴们,注意啦!这个是需要你记住的,重要的事情孙老师历来只说一遍,这次孙老师说三遍三遍啊,什么概念?不想死就必须记下!)(3)空间向量法求点面距(哈哈哈,文科生不太能理解,专属理科生,万能的!重要性你懂得!)我们看这道题:(1)线面垂直……(2)点面距……等体积法(文科嘛!也只能这样了,局限性……)。
2018届高考数学立体几何

第7讲
立体几何
第 1页
高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
调研一
三视图、直观图
第 2页
高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
空间几何体的三视图 (1)几何体的三视图包括正(主 )视图、侧(左) 视图、俯视图, 分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体画出的轮 廓线. (2)三视图的画法: ①基本要求:长对正,高平齐,宽相等. ②画法规则:正(主)侧(左) 一样高,正(主)俯一样长,侧(左) 俯一样宽;看不到的线画虚线.
第11页
Hale Waihona Puke 高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
A.①②⑥ C.④⑤⑥
B.①②③ D.③④⑤
第12页
高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
【解析】 正视图应该是相邻两边长为3和4的矩形,其对 角线左下到右上是实线,左上到右下是虚线,因此正视图是 ①;侧视图应该是相邻两边长为5和4的矩形,其对角线左上到 右下是实线,左下到右上是虚线,因此侧视图是②;俯视图应 该是相邻两边长为3和5的矩形,其对角线左上到右下是实线, 左下到右上是虚线,因此俯视图是③,故选B. 【答案】 B
第13页
高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
(2)(2017· 武汉调研)已知以下三视图中有三个同时表示某一 个三棱锥,则不是该三棱锥的三视图是( )
第14页
高考调研 ·二轮重点讲练 ·数学(理)
【解析】 由图知,该三棱锥的底面是直角边分别为1和2 的直角三角形,注意到侧视图是从左往右看得到的图形,结合 B,D选项知,D选项中侧视图方向错误,故选D. 【答案】 D
A.① C.②③
B.①② D.①②③
【课标通用】2018届高考数学(理)一轮课件:30-空间向量与立体几何(含答案)

考点68
考点69
考点70
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高手必备 萃取高招 对点精练
(3)直线与平面平行 ①证明直线的方向向量与平面的法向量垂直:设直线l在平面α 外,a是l的一个方向向量,b是平面α的一个法向量,则l∥α⇔a⊥b⇔ a· b=0.a∥平面α⇔表示以a为方向向量的直线与α平行或在平面α 内,因此也可用向量证明线面平行. ②如图,已知直线 a⊄α,A,B∈a,C,D∈α,且 C,D,E 三点不共线,则 a ∥α 的充要条件是存在有序实数对 λ,μ 使������������=λ������������ +μ������������ .(常先设 ������������=λ������������ +μ������������ ,再求解 λ,μ 的值.若 λ,μ 存在即证完;若 λ,μ 不存在,则直 线 AB 与平面 α 相交)
考点68
考点69
考点70
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高手必备 萃取高招 对点精练
1.利用向量处理平行问题 (1)设a,b是两条不重合的直线,它们的方向向量分别为a,b,则 a∥b⇔a∥b.根据实数与向量积的定义,得a∥b⇔a=kb(k∈R,k≠0). (2)平面与平面平行可以转化为两个平面的法向量平行:设两个不 重合的平面α,β的法向量分别为a,b,则α∥β⇔a∥b.
3 3 3 ,- , 4 4 2
3 2
,
3 2
, ������������ =
3, 0,
.
设平面 APM 的法向量为 n1=(x1,y1,z1), 平面 PMC 的法向量为 n2=(x2,y2,z2), 由 n1· ������������=0,n1· ������������=0, 得 - 3������1 +
2018年高考数学 专题8.1 空间几何体试题 理
专题8.1 空间几何体【三年高考】1. 【2017课标1,理7】某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形.该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为A.10 B.12 C.14 D.16【答案】B【解析】由题意该几何体的直观图是由一个三棱锥和三棱柱构成,如下图,则该几何体平面内只有两个相同的梯形的面,则含梯形的面积之和为12(24)2122⨯+⨯⨯=,故选B.2.【2017课标II,理4】如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分所得,则该几何体的体积为()A.90π B.63π C.42π D.36π【答案】B【解析】由题意,该几何体是一个组合体,下半部分是一个底面半径为3,高为4的圆柱,其体积213436V ππ=⨯⨯=,上半部分是一个底面半径为3,高为4的圆柱的一半,其体积()22136272V ππ=⨯⨯⨯=,该组合体的体积为:12362763V V V πππ=+=+=。
故选B 。
3. 【2017课标3,理8】已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为A .πB .3π4C .π2D .π4【答案】B 【解析】绘制圆柱的轴截面如图所示,由题意可得:11,2AC AB ==,结合勾股定理,底面半径r ==22314V r h πππ==⨯⨯=⎝⎭,故选B .4.【2017天津,理10】已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为 . 【答案】92π 【解析】设正方体边长为a ,则226183a a =⇒= ,外接球直径为34427923,πππ3382R V R ====⨯=. 5. 【2017课标1,理16】如图,圆形纸片的圆心为O ,半径为5 cm ,该纸片上的等边三角形ABC 的中心为O .D 、E 、F 为圆O 上的点,△DBC ,△ECA ,△FAB 分别是以BC ,CA ,AB 为底边的等腰三角形.沿虚线剪开后,分别以BC ,CA ,AB 为折痕折起△DBC ,△ECA ,△FAB ,使得D 、E 、F 重合,得到三棱锥.当△ABC 的边长变化时,所得三棱锥体积(单位:cm 3)的最大值为_______.【答案】【解析】如下图,设正三角形的边长为x ,则13OG ==.∴5FG SG ==,SO h == = ,∴三棱锥的体积21133ABC V S h ∆=⋅==令()455n x x =,则()34'20n x x x =,令()'0n x =,4340x = ,x =max 48V =6.【2016高考新课标1卷】如图,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是283π,则它的表面积是( )(A )17π (B )18π (C )20π (D )28π【答案】A 【解析】该几何体直观图如图所示:是一个球被切掉左上角的18,设球的半径为R ,则37428V R 833ππ=⨯=,解得R 2=,所以它的表面积是78的球面面积和三个扇形面积之和2271=42+32=1784S πππ⨯⨯⨯⨯故选A .7. 【2016高考新课标3理数】在封闭的直三棱柱111ABC A B C -内有一个体积为V 的球,若AB BC ⊥,6AB =,8BC =,13AA =,则V 的最大值是( )(A )4π (B )92π (C )6π (D )323π 【答案】B 【解析】要使球的体积V 最大,必须球的半径R 最大.由题意知球的与直三棱柱的上下底面都相切时,球的半径取得最大值32,此时球的体积为334439()3322R πππ==,故选B . 8.【2016高考新课标3理数】如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实现画出的是某多面体的三视图,则该多面体的表面积为( )(A)18+(B)54+(C )90 (D )81【答案】B【解析】由三视图该几何体是以侧视图为底面的斜四棱柱,所以该几何体的表面积2362332354S =⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯=+B .9. 【2016高考浙江理数】如图,在△ABC 中,AB =BC =2,∠ABC =120°.若平面ABC 外的点P 和线段AC 上的点D ,满足PD =DA ,PB =BA ,则四面体PBCD 的体积的最大值是.EDC B A P 【答案】12【解析】ABC ∆中,因为2,120AB BC ABC ==∠=,所以30BAD BCA ∠==.由余弦定理可得2222cos AC AB BC AB BC B =+-⋅2222222cos12012=+-⨯⨯=,所以AC =设AD x =,则0t <<DC x =.在ABD ∆中,由余弦定理可得2222cos BD AD AB AD AB A =+-⋅ 22222cos30x x =+-⋅24x =-+.故BD =在PBD ∆中,PD AD x ==,2PB BA ==.由余弦定理可得2222222(4)cos 2222PD PB BD x x BPD PD PB x +-+--+∠===⋅⋅⋅,所以30BPD ∠=.过P 作直线BD 的垂线,垂足为O .设PO d =,则11sin 22PBD S BD d PD PB BPD ∆=⨯=⋅∠,即12sin 302d x =⋅,解得d =而BCD ∆的面积111sin )2sin 30)222S CD BC BCD x x =⋅∠=⋅=.设PO 与平面ABC 所成角为θ,则点P 到平面ABC 的距离sin h d θ=.故四面体PBCD的体积11111sin )33332BcD BcD BcD V S h S d S d x θ∆∆∆=⨯=≤⋅=⨯=设t ==,因为0x ≤≤12t ≤≤.则|x =(1)当0x ≤≤时,有|x x ==x =此时,V =21414()66t t t t -=⋅=-.214()(1)6V t t'=--,因为12t ≤≤,所以()0V t '<,函数()V t 在[1,2]上单调递减,故141()(1)(1)612V t V ≤=-=.(2x <≤|x x ==x =此时,V =21414()66t t t t -=⋅=-.由(1)可知,函数()V t 在(1,2]单调递减,故141()(1)(1)612V t V <=-=.综上,四面体PBCD 的体积的最大值为12. 10. 【2015高考新课标1,理6】《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺。
2018年高考数学试题分类汇编之立体几何
2018年高考数学试题分类汇编之立体几何一、选择题1.(北京卷文)(6)某四棱锥的三视图如图所示,在此四棱锥的侧面中,直角三角形的个数为()。
(A)1 (B)2 (C)3 (D)42.(北京卷理)(5)某四棱锥的三视图如图所示,在此四棱锥的侧面中,直角三角形的个数为(A )1 (B)2 (C)3 (D)43)是3.(浙江)(3)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm21 1 正视图2 侧视图俯视图A.2 B.4 C.6 D.84.(全国卷一文)(5)已知圆柱的上、下底面的中心分别为O1 ,O2 ,过直线O1O2 的平面截该圆柱所得的截面是面积为8 的正方形,则该圆柱的表面积为A .12 2πB.12πC.8 2πD.10π5.(全国卷一文)(9)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如右图.圆柱表面上的点M 在正视图上的对应点为A,圆柱表面上的点N 在左视图上的对应点为B,则在此圆柱侧面上,从M 到N 的路径中,最短路径的长度为A .2 17 B.2 5C.3 D.26.(全国卷一文)(10)在长方体ABCD A1B1C1D1 中,AB BC 2,A C1与平面BB1C1C 所成的角为30 ,则该长方体的体积为A .8 B.6 2 C.8 2 D.8 37.(全国卷一理)(7)某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如图.圆柱表面上的点M 在正视图上的对应点为 A ,圆柱表面上的点N 在左视图上的对应点为 B ,则在此圆柱侧面上,从M 到N 的路径中,最短路径的长度为A.2 17 B.2 5 C.3 D.28.(全国卷一理)(12)已知正方体的棱长为1,每条棱所在直线与平面α所成的角相等,则α截此正方体所得截面面积的最大值为A .3 34B.2 33C.3 24D.329.(全国卷二文)(9)在正方体A BCD A B C D 中, E 为棱1 1 1 1 CC 的中点,则异面直线AE 与CD 所成角1的正切值为A.22B.32C.52D.7210.(全国卷二理)(9)在长方体ABCD A1B1C1D1中,AB BC1,AA13,则异面直线AD1与DB1所成角的余弦值为A.15B.56C.55D.2211.(全国卷三文)(3)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来,构件的凸出部分叫棒头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是棒头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是12.(全国卷三文)(12)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为93,则三棱锥D ABC体积的最大值为A.123B.183C.243D.54313.(全国卷三理)(3)中国古建筑借助榫卯将木构件连接起来,构件的凸出部分叫榫头,凹进部分叫卯眼,图中木构件右边的小长方体是榫头.若如图摆放的木构件与某一带卯眼的木构件咬合成长方体,则咬合时带卯眼的木构件的俯视图可以是14.(全国卷三理)(10)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为93,则三棱锥D ABC体积的最大值为A .12 3 B.18 3 C.24 3 D.54 3二、填空题1.(江苏)(10)如图所示,正方体的棱长为2,以其所有面的中心为顶点的多面体的体积为.2.(天津文)(11)如图,已知正方体ABCD –A1B1C1D1 的棱长为1,则四棱柱A1–BB1D1D 的体积为__________.3.(天津理)(11) 已知正方体ABCD A1B1C1D1 的棱长为1,除面ABCD 外,该正方体其余各面的中心分别为点E,F,G,H,M(如图),则四棱锥M EFGH 的体积为.4.(全国卷二文)(16)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB互相垂直,SA与圆锥底面所成角为30 ,若△S A B 的面积为8 ,则该圆锥的体积为__________.5.(全国卷二理)(16)已知圆锥的顶点为S,母线SA,SB所成角的余弦值为78,SA与圆锥底面所成角为45°,若△SAB的面积为 5 15 ,则该圆锥的侧面积为__________.三、解答题1.(北京文)(18)(本小题14 分)如图,在四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 为矩形,平面PAD⊥平面ABCD ,PA⊥PD,PA=PD,E,F 分别为AD,PB 的中点.(Ⅰ)求证:PE⊥BC;(Ⅱ)求证:平面PAB⊥平面PCD ;(Ⅲ)求证:EF∥平面PCD .2.(北京理)(16)(本小题14 分)如图,在三棱柱ABC - A1B1C1中,CC1 平面ABC,D,E,F,G 分别为AA1 ,AC,A1C1 ,BB1 的中点,AB=BC = 5 ,AC= AA1 =2.(Ⅰ)求证:AC⊥平面BEF ;(Ⅱ)求二面角B-CD -C1 的余弦值;(Ⅲ)证明:直线FG 与平面BCD 相交.3.(江苏)(15)(本小题满分14分)在平行六面体A BCD A B C D中,AA1AB,AB1B1C1.1111求证:(1)AB∥平面A1B1C;(2)平面ABB1A1平面A1BC.4.(浙江)(19)(本题满分15分)如图,已知多面体ABCA1B1C1,A1A,B1B,C1C均垂直于平面ABC,∠ABC=120°,A1A=4,C1C=1,AB=BC=B1B=2.(Ⅰ)证明:AB1⊥平面A1B1C1;(Ⅱ)求直线AC1与平面ABB1所成的角的正弦值.5.(天津文)(17)(本小题满分13分)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=23,∠BAD=90°.(Ⅰ)求证:AD⊥BC;(Ⅱ)求异面直线BC与MD所成角的余弦值;(Ⅲ)求直线CD与平面ABD所成角的正弦值.6.(天津理)(17)(本小题满分13 分)如图,AD∥BC 且AD =2BC,AD CD , EG∥AD 且EG=AD,CD∥FG 且CD =2FG,DG 平面ABCD ,DA =DC =DG =2.(I)若M 为CF 的中点,N 为EG 的中点,求证:MN∥平面CDE ;(II)求二面角 E BC F 的正弦值;(III)若点P 在线段DG 上,且直线BP 与平面ADGE 所成的角为60°,求线段DP 的长.7.(全国卷一文)(18)(12 分)如图,在平行四边形ABCM 中,AB AC 3 ,∠ACM 90 ,以AC 为折痕将△ACM 折起,使点M 到达点D 的位置,且AB⊥DA .(1)证明:平面ACD ⊥平面ABC ;(2)Q为线段AD 上一点,P在线段BC 上,且2BP DQ DA ,求三棱锥Q ABP 的体积.38.(全国卷一理)(18)(12 分)如图,四边形ABCD 为正方形,E,F 分别为AD, BC 的中点,以DF 为折痕把△DFC 折起,使点C 到达点P 的位置,且PF BF .(1)证明:平面PEF 平面ABFD ;(2)求DP 与平面ABFD 所成角的正弦值.9.(全国卷二文)(19)(12 分)如图,在三棱锥P ABC 中,AB BC 2 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.10.(全国卷二理)(20)(12 分)如图,在三棱锥P ABC 中,AB BC 2 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,且二面角M PA C 为30 ,求PC 与平面PAM 所成角的正弦值.POA CMB11.(全国卷三文)(19)(12分)如图,矩形ABCD所在平面与半圆弧CD所在平面垂直,M是CD上异于C,D的点.(1)证明:平面AMD⊥平面BMC;(2)在线段AM上是否存在点P,使得MC∥平面PBD?说明理由.12.(全国卷三理)(19)(12分)如图,边长为2的正方形ABCD所在的平面与半圆弧CD所在平面垂直,M是CD上异于C,D的点.(1)证明:平面AMD⊥平面BMC;(2)当三棱锥M ABC体积最大时,求面MAB与面MCD所成二面角的正弦值.WORD文档。
2018届高考数学(理)热点题型:立体几何(含答案解析)
立体几何热点一 空间点、线、面的位置关系及空间角的计算空间点、线、面的位置关系通常考查平行、垂直关系的证明,一般出现在解答题的第(1)问,解答题的第(2)问常考查求空间角,求空间角一般都可以建立空间直角坐标系,用空间向量的坐标运算求解.【例1】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PBD⊥平面COD ;(2)求直线PD 与平面BDC 所成角的正弦值.(1)证明 ∵OB =OC ,又∵∠ABC =π4, ∴∠OCB =π4,∴∠BOC =π2.∴CO ⊥AB. 又PO ⊥平面ABC , OC ⊂平面ABC ,∴PO ⊥OC.又∵PO ,AB ⊂平面PAB ,PO ∩AB =O , ∴CO ⊥平面PAB ,即CO ⊥平面PDB. 又CO ⊂平面COD , ∴平面PDB ⊥平面COD.(2)解 以OC ,OB ,OP 所在射线分别为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系,如图所示.设OA =1,则PO =OB =OC =2,DA =1.则C(2,0,0),B(0,2,0),P(0,0,2),D(0,-1,1), ∴PD →=(0,-1,-1),BC →=(2,-2,0),BD →=(0,-3,1). 设平面BDC 的一个法向量为n =(x ,y ,z), ∴⎩⎪⎨⎪⎧n·BC →=0,n·BD →=0,∴⎩⎨⎧2x -2y =0,-3y +z =0,令y =1,则x =1,z =3,∴n =(1,1,3). 设PD 与平面BDC 所成的角为θ, 则sin θ=⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪PD →·n |PD →||n| =⎪⎪⎪⎪⎪⎪1×0+1×(-1)+3×(-1)02+(-1)2+(-1)2×12+12+32=22211. 即直线PD 与平面BDC 所成角的正弦值为22211. 【类题通法】利用向量求空间角的步骤 第一步:建立空间直角坐标系. 第二步:确定点的坐标.第三步:求向量(直线的方向向量、平面的法向量)坐标. 第四步:计算向量的夹角(或函数值). 第五步:将向量夹角转化为所求的空间角.第六步:反思回顾.查看关键点、易错点和答题规范.【对点训练】 如图所示,在多面体A 1B 1D 1DCBA 中,四边形AA 1B 1B ,ADD 1A 1,ABCD 均为正方形,E 为B 1D 1的中点,过A 1,D ,E 的平面交CD 1于F. (1)证明:EF∥B 1C.(2)求二面角EA 1D B 1的余弦值.(1)证明 由正方形的性质可知A 1B 1∥AB ∥DC ,且A 1B 1=AB =DC ,所以四边形A 1B 1CD 为平行四边形,从而B1C∥A1D,又A1D⊂面A1DE,B1C⊄面A1DE,于是B1C∥面A1DE.又B1C⊂面B1CD1,面A1DE∩面B1CD1=EF,所以EF∥B1C.(2)解因为四边形AA1B1B,ADD1A1,ABCD均为正方形,所以AA1⊥AB,AA1⊥AD,AB⊥AD且AA1=AB=AD.以A为原点,分别以AB→,AD→,AA1→为x轴,y轴和z轴单位正向量建立如图所示的空间直角坐标系,可得点的坐标A(0,0,0),B(1,0,0),D(0,1,0),A1(0,0,1),B 1(1,0,1),D1(0,1,1),而E点为B1D1的中点,所以E点的坐标为⎝⎛⎭⎪⎫12,12,1.设平面A1DE的一个法向量n1=(r1,s1,t1),而该面上向量A1E→=⎝⎛⎭⎪⎫12,12,0,A1D→=(0,1,-1),由n1⊥A1E→,n 1⊥A1D→得r1,s1,t1应满足的方程组⎩⎨⎧12r1+12s1=0,s1-t1=0,(-1,1,1)为其一组解,所以可取n1=(-1,1,1).设平面A1B1CD的一个法向量n2=(r2,s2,t2),而该面上向量A1B1→=(1,0,0),A1D→=(0,1,-1),由此同理可得n2=(0,1,1).所以结合图形知二面角EA1DB1的余弦值为|n1·n2||n1|·|n2|=23×2=63.热点二立体几何中的探索性问题此类试题一般以解答题形式呈现,常涉及线、面平行、垂直位置关系的探究或空间角的计算问题,是高考命题的热点,一般有两种解决方式:(1)根据条件作出判断,再进一步论证;(2)利用空间向量,先假设存在点的坐标,再根据条件判断该点的坐标是否存在.【例2】如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,PA⊥PD,PA=PD,AB⊥AD,AB =1,AD=2,AC=CD= 5.(1)求证:PD⊥平面PAB ;(2)求直线PB 与平面PCD 所成角的正弦值;(3)在棱PA 上是否存在点M ,使得BM∥平面PCD ?若存在,求AMAP的值;若不存在,说明理由.(1)证明 因为平面PAD⊥平面ABCD ,平面PAD∩平面ABCD =AD ,AB ⊥AD , 所以AB⊥平面PAD ,所以AB⊥PD.又PA⊥PD,AB ∩PA =A ,所以PD⊥平面PAB. (2)解 取AD 的中点O ,连接PO ,CO. 因为PA =PD ,所以PO ⊥AD.因为PO ⊂平面PAD ,平面PAD ⊥平面ABCD , 所以PO ⊥平面ABCD.因为CO ⊂平面ABCD ,所以PO ⊥CO. 因为AC =CD ,所以CO ⊥AD.如图,建立空间直角坐标系O -xyz.由题意得,A(0,1,0),B(1,1,0),C(2,0,0),D(0,-1,0),P(0,0,1).设平面PCD 的一个法向量为n =(x ,y ,z),则 ⎩⎪⎨⎪⎧n·PD →=0,n·PC →=0,即⎩⎨⎧-y -z =0,2x -z =0,令z =2,则x =1,y =-2. 所以n =(1,-2,2).又PB →=(1,1,-1),所以cos 〈n ,PB →〉=n·PB →|n||PB→|=-33.所以直线PB 与平面PCD 所成角的正弦值为33. (3)解 设M 是棱PA 上一点,则存在λ∈[0,1],使得AM →=λAP →. 因此点M(0,1-λ,λ),BM →=(-1,-λ,λ). 因为BM ⊄平面PCD ,所以要使BM∥平面PCD ,则BM →·n =0,即(-1,-λ,λ)·(1,-2,2)=0,解得λ=14.所以在棱PA 上存在点M ,使得BM∥平面PCD ,此时AM AP =14. 【类题通法】(1)对于存在判断型问题的求解,应先假设存在,把要成立的结论当作条件,据此列方程或方程组,把“是否存在”问题转化为“点的坐标是否有解,是否有规定范围内的解”等.(2)对于位置探究型问题,通常借助向量,引进参数,综合已知和结论列出等式,解出参数. 【对点训练】如图,在四棱锥P -ABCD 中,PD ⊥平面ABCD ,AB ∥DC ,AB ⊥AD ,DC =6,AD =8,BC =10,∠PAD =45°,E 为PA 的中点. (1)求证:DE∥平面BPC ;(2)线段AB 上是否存在一点F ,满足CF⊥DB?若存在,试求出二面角F -PC -D 的余弦值;若不存在,请说明理由.(1)证明 取PB 的中点M ,连接EM 和CM ,过点C 作CN⊥AB,垂足为点N.∵CN ⊥AB ,DA ⊥AB ,∴CN ∥DA ,又AB∥CD,∴四边形CDAN 为平行四边形, ∴CN =AD =8,DC =AN =6,在Rt △BNC 中,BN =BC 2-CN 2=102-82=6,∴AB =12,而E ,M 分别为PA ,PB 的中点, ∴EM ∥AB 且EM =6,又DC∥AB,∴EM ∥CD 且EM =CD ,四边形CDEM 为平行四边形, ∴DE ∥CM.∵CM ⊂平面PBC ,DE ⊄平面PBC , ∴DE ∥平面BPC.(2)解 由题意可得DA ,DC ,DP 两两互相垂直,如图,以D 为原点,DA ,DC ,DP 分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系D -xyz , 则A(8,0,0),B(8,12,0),C(0,6,0),P(0,0,8). 假设AB 上存在一点F 使CF⊥BD, 设点F 坐标为(8,t ,0),则CF →=(8,t -6,0),DB →=(8,12,0), 由CF →·DB →=0得t =23.又平面DPC 的一个法向量为m =(1,0,0), 设平面FPC 的法向量为n =(x ,y ,z). 又PC →=(0,6,-8),FC →=⎝⎛⎭⎪⎫-8,163,0. 由⎩⎪⎨⎪⎧n·PC →=0,n·FC →=0,得⎩⎨⎧6y -8z =0,-8x +163y =0,即⎩⎪⎨⎪⎧z =34y ,x =23y , 不妨令y =12,有n =(8,12,9).则cos 〈n ,m 〉=n·m |n||m|=81×82+122+92=817.又由图可知,该二面角为锐二面角, 故二面角F -PC -D 的余弦值为817.热点三 立体几何中的折叠问题将平面图形沿其中一条或几条线段折起,使其成为空间图形,这类问题称为立体几何中的折叠问题,折叠问题常与空间中的平行、垂直以及空间角相结合命题,考查学生的空间想象力和分析问题的能力.【例3】如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,AB =5,AC =6,点E ,F 分别在AD ,CD 上,AE =CF =54,EF 交BD 于点H.将△DEF 沿EF 折到△D′EF 的位置,OD ′=10.(1)证明:D′H⊥平面ABCD ; (2)求二面角B -D′A-C 的正弦值.(1)证明 由已知得AC⊥BD,AD =CD. 又由AE =CF 得AE AD =CFCD,故AC∥EF. 因此EF⊥HD,从而EF⊥D′H.由AB =5,AC =6得DO =BO =AB 2-AO 2=4. 由EF∥AC 得OH DO =AE AD =14.所以OH =1,D ′H =DH =3. 于是D′H 2+OH 2=32+12=10=D′O 2,故D′H⊥OH. 又D′H⊥EF,而OH∩EF=H , 所以D′H⊥平面ABCD.(2)解 如图,以H 为坐标原点,HF →的方向为x 轴正方向,建立空间直角坐标系H -xyz. 则H(0,0,0),A(-3,-1,0),B(0,-5,0),C(3,-1,0),D ′(0,0,3),AB →=(3,-4,0),AC →=(6,0,0),AD ′→=(3,1,3). 设m =(x 1,y 1,z 1)是平面ABD′的一个法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧m·AB →=0,m·AD′→=0,即⎩⎨⎧3x 1-4y 1=0,3x 1+y 1+3z 1=0,所以可取m =(4,3,-5).设n =(x 2,y 2,z 2)是平面ACD′的一个法向量, 则⎩⎪⎨⎪⎧n·AC →=0,n·AD′→=0,即⎩⎨⎧6x 2=0,3x 2+y 2+3z 2=0,所以可取n =(0,-3,1). 于是cos 〈m ,n 〉=m·n |m||n|=-1450×10=-7525.sin 〈m ,n 〉=29525. 因此二面角B -D′A-C 的正弦值是29525.【类题通法】立体几何中的折叠问题,关键是搞清翻折前后图形中线面位置关系和度量关系的变化情况,一般地翻折后还在同一个平面上的性质不发生变化,不在同一个平面上的性质发生变化.【对点训练】如图1,在直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠BAD =π2,AB =BC =1,AD =2,E 是AD 的中点,O 是AC 与BE 的交点.将△ABE 沿BE 折起到△A 1BE 的位置,如图2.(1)证明:CD⊥平面A 1OC ;(2)若平面A 1BE ⊥平面BCDE ,求平面A 1BC 与平面A 1CD 夹角的余弦值. (1)证明 在题图1中,因为AB =BC =1,AD =2,E 是AD 的中点,∠BAD =π2,所以BE⊥AC.即在题图2中,BE ⊥OA 1,BE ⊥OC , 从而BE⊥平面A 1OC.又CD∥BE,所以CD⊥平面A 1OC. (2)解 由已知,平面A 1BE ⊥平面BCDE , 又由(1)知,BE ⊥OA 1,BE ⊥OC ,所以∠A 1OC 为二面角A 1-BE -C 的平面角,所以∠A 1OC =π2.如图,以O 为原点,OB →,OC →,OA 1→分别为x 轴、y 轴、z 轴正方向建立空间直角坐标系,因为A 1B =A 1E =BC =ED =1,BC ∥ED ,所以B ⎝ ⎛⎭⎪⎫22,0,0,E ⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,0,0,A 1⎝ ⎛⎭⎪⎫0,0,22,C ⎝ ⎛⎭⎪⎫0,22,0,得BC →=⎝ ⎛⎭⎪⎫-22,22,0,A 1C →=⎝⎛⎭⎪⎫0,22,-22,CD →=BE →=(-2,0,0). 设平面A 1BC 的一个法向量n 1=(x 1,y 1,z 1),平面A 1CD 的一个法向量n 2=(x 2,y 2,z 2),平面A 1BC 与平面A 1CD 的夹角为θ,则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·BC →=0,n 1·A 1C →=0,得⎩⎨⎧-x 1+y 1=0,y 1-z 1=0,取n 1=(1,1,1);⎩⎪⎨⎪⎧n 2·CD →=0,n 2·A 1C →=0,得⎩⎨⎧x 2=0,y 2-z 2=0,取n 2=(0,1,1),从而cos θ=|cos 〈n 1,n 2〉|=23×2=63, 即平面A 1BC 与平面A 1CD 夹角的余弦值为63.。
2018高考数学空间几何高考真题
2017年高考数学空间几何高考真题一.选择题(共9小题)1.如图,在下列四个正方体中,A,B 为正方体的两个顶点,M,N,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ 不平行的是()A.B. C .D.2.已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为()A.πB.C.D.3.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1 中,E为棱CD的中点,则()A.A1E⊥DC1 B.A1E⊥BD C.A1E⊥BC1 D.A1E⊥AC4.某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为()A.60 B.30 C.20 D.102)5.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm是()A.+1 B.+3 C.+1 D.+36.如图,已知正四面体D﹣ABC(所有棱长均相等的三棱锥),P、Q、R 分别为AB、BC、CA上的点,AP=PB,= =2,分别记二面角D﹣PR﹣Q,D﹣PQ﹣R,D﹣QR﹣P的平面角为α、β、γ,则()A.γ<α<βB.α<γ<βC.α<β<γD.β<γ<α7.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A.90πB.63πC.42πD.36π1.某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形,该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为()A.10 B.12 C.14 D.162.已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1 中,∠ABC=12°0,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1 与BC1 所成角的余弦值为()A.B.C.D.二.填空题(共5小题)8.已知三棱锥S﹣ABC的所有顶点都在球O 的球面上,SC是球O的直径.若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥S﹣ABC的体积为9,则球O的表面积为.9.长方体的长、宽、高分别为3,2,1,其顶点都在球O 的球面上,则球O 的表面积为.10.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为.11.由一个长方体和两个圆柱体构成的几何体的三视图如图,则该几何体的体积为.12.如图,在圆柱O1O2 内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,记圆柱O1O2 的体积为V1,球O 的体积为V2,则的值是.三.解答题(共9小题)13.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=D,C∠APD=9°0,且四棱锥P﹣ABCD的体积为,求该四棱锥的侧面积.14.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.15.如图四面体ABCD中,△ABC是正三角形,AD=CD.(1)证明:AC⊥BD;(2)已知△ACD是直角三角形,AB=BD,若E为棱BD 上与 D 不重合的点,且AE⊥EC,求四面体ABCE与四面体ACDE的体积比.16.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1 的底面为直角三角形,两直角边AB和AC的长分别为4 和2,侧棱AA1 的长为5.(1)求三棱柱ABC﹣A1B1C1 的体积;(2)设M 是BC中点,求直线A1M 与平面ABC所成角的大小.17.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.18.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD⊥平面PDC,AD∥BC,PD⊥PB,AD=1,BC=3,CD=4,PD=2.(Ⅰ)求异面直线AP与BC所成角的余弦值;(Ⅱ)求证:PD⊥平面PBC;(Ⅲ)求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.19.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=2C,BE为PD的中点.(Ⅰ)证明:CE∥平面PAB;(Ⅱ)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.20.由四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1 截去三棱锥C1﹣B1CD1 后得到的几何体如图所示,四边形ABCD为正方形,O为AC与BD 的交点,E为AD的中点,A1E⊥平面ABCD,(Ⅰ)证明:A1O∥平面B1CD1;(Ⅱ)设M 是OD的中点,证明:平面A1EM⊥平面B1CD1.21.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.3.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=D,C∠APD=9°0,求二面角A﹣PB﹣C的余弦值.4.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°,E是PD的中点.(1)证明:直线CE∥平面PAB;(2)点M 在棱PC 上,且直线BM 与底面ABCD所成角为45°,求二面角M﹣AB﹣D 的余弦值.5.如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD= ∠CBD,AB=BD.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D﹣AE﹣C的余弦值.6.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,点M 在线段PB上,PD∥平面MAC,PA=PD= ,AB=4.(1)求证:M 为PB的中点;(2)求二面角B﹣PD﹣A 的大小;(3)求直线MC 与平面BDP所成角的正弦值.7.如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N 分别为4AB=2.棱PA,PC,BC的中点,M 是线段AD的中点,PA=AC=,(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N 的正弦值;(Ⅲ)已知点H 在棱PA上,且直线NH 与直线BE所成角的余弦值为,求线段AH的长.8.如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形ABCD(及其内部)以AB边所在直线为旋转轴旋转120°得到的,G是的中点.(Ⅰ)设P是上的一点,且AP⊥BE,求∠CBP的大小;(Ⅱ)当AB=3,AD=2时,求二面角E﹣AG﹣C 的大小.2017年高考数学空间几何高考真题参考答案与试题解析一.选择题(共7小题)1.如图,在下列四个正方体中,A,B 为正方体的两个顶点,M,N,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线AB与平面MNQ 不平行的是()A.B. C .D.【解答】解:对于选项B,由于AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知 B 不满足题意;对于选项C,由于AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知C不满足题意;对于选项D,由于AB∥NQ,结合线面平行判定定理可知 D 不满足题意;所以选项 A 满足题意,故选:A.2.已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为()A.πB.C.D.【解答】解:∵圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球面上,∴该圆柱底面圆周半径r= = ,∴该圆柱的体积:V=Sh= = .故选:B.3.在正方体ABCD﹣A1B1C1D1 中,E为棱CD的中点,则()A.A1E⊥DC1 B.A1E⊥BD C.A1E⊥BC1 D.A1E⊥AC【解答】解:法一:连B1C,由题意得BC1⊥B1C,∵A1B1⊥平面B1BCC1,且BC1? 平面B1BCC1,∴A1B1⊥BC1,∵A1B1∩B1C=B1,∴BC1⊥平面A1ECB1,∵A1E?平面A1ECB1,∴A1E⊥BC1.故选:C.法二:以D 为原点,DA为x 轴,DC为y 轴,DD1 为z 轴,建立空间直角坐标系,设正方体ABCD﹣A1B1C1D1 中棱长为2,则A1(2,0,2),E(0,1,0),B(2,2,0),D(0,0,0),C1(0,2,2),A(2,0,0),C(0,2,0),=(﹣2,1,﹣2),=(0,2,2),=(﹣2,﹣2,0),=(﹣2,0,2),=(﹣2,2,0),∵? =﹣2,=2,=0,=6,∴A1E⊥BC1.故选:C.4.某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为()A.60 B.30 C.20 D.10【解答】解:由三视图可知:该几何体为三棱锥,该三棱锥的体积= =10.故选:D.2)5.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm是()A.+1 B.+3 C.+1 D.+3【解答】解:由几何的三视图可知,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成,圆锥的底面圆的半径为1,三棱锥的底面是底边长 2 的等腰直角三角形,圆锥的高和棱锥的高相等均为3,故该几何体的体积为××π×12×3+ ××××3= +1,故选:A6.如图,已知正四面体D﹣ABC(所有棱长均相等的三棱锥),P、Q、R 分别为AB、BC、CA上的点,AP=PB,= =2,分别记二面角D﹣PR﹣Q,D﹣PQ﹣R,D﹣QR﹣P的平面角为α、β、γ,则()A.γ<α<βB.α<γ<βC.α<β<γD.β<γ<α【解答】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC的中心为O.不妨设OP=3.则O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),Q ,R ,= ,=(0,3,6 ),=(,5,0),= ,= .设平面PDR的法向量为=(x,y,z),则,可得,可得= ,取平面ABC的法向量=(0,0,1).则cos = = ,取α=arccos .同理可得:β=arccos .γ=arccos .∵>>.∴α<γ<β.解法二:如图所示,连接OP,OQ,OR,过点O分别作垂线:OE⊥PR,OF⊥PQ,OG⊥QR,垂足分别为E,F,G,连接DE,DF,DG.设OD=h.则tanα=.同理可得:tanβ=,tanγ=.由已知可得:OE>OG>OF.∴tanα<tanγ<tanβ,α,β,γ为锐角.∴α<γ<β.故选:B.7.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某几何体的三视图,该几何体由一平面将一圆柱截去一部分后所得,则该几何体的体积为()A.90πB.63πC.42πD.36π【解答】解:由三视图可得,直观图为一个完整的圆柱减去一个高为 6 的圆柱的一半,2×10﹣?π?32×6=63π,V=π?3故选:B.. .专业知识分享. .1.某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三角形组成,正方形的边长为2,俯视图为等腰直角三角形,该多面体的各个面中有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为()A.10 B.12 C.14 D.16【解答】解:由三视图可画出直观图,该立体图中只有两个相同的梯形的面,S梯形= ×2×(2+4)=6,∴这些梯形的面积之和为6×2=12,故选:B2.已知直三棱柱ABC﹣A1B1C1 中,∠ABC=12°0,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线AB1 与BC1 所成角的余弦值为()A.B.C.D.【解答】解:【解法一】如图所示,设M、N、P分别为AB,BB1 和B1C1 的中点,则AB1、BC1 夹角为MN 和NP夹角或其补角(因异面直线所成角为(0,] ),可知MN= AB1= ,NP= BC1= ;作BC中点Q,则△PQM 为直角三角形;∵PQ=1,MQ= AC,△ABC中,由余弦定理得AC2=AB2+B C2﹣2AB?BC?co∠s ABC=4+1﹣2×2×1×(﹣)=7,∴AC= ,∴MQ= ;在△MQP中,MP= = ;在△PMN 中,由余弦定理得cos∠MNP= = =﹣;又异面直线所成角的范围是(0,] ,∴AB1 与BC1 所成角的余弦值为.【解法二】如图所示,补成四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1,求∠BC1D 即可;BC1= ,BD= = ,C1D= ,∴+BD2= ,∴∠DBC1=90°,∴cos∠BC1D= = .二.填空题(共5小题)8.已知三棱锥S﹣ABC的所有顶点都在球O 的球面上,SC是球O的直径.若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥S﹣ABC的体积为9,则球O的表面积为36π.【解答】解:三棱锥S﹣ABC的所有顶点都在球O 的球面上,SC是球O 的直径,若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥S﹣ABC的体积为9,可知三角形SBC与三角形SAC都是等腰直角三角形,设球的半径为r,可得,解得r=3.球O的表面积为:4πr2=36π.故答案为:36π.9.长方体的长、宽、高分别为3,2,1,其顶点都在球O 的球面上,则球O 的表面积为14π.【解答】解:长方体的长、宽、高分别为3,2,1,其顶点都在球O 的球面上,可知长方体的对角线的长就是球的直径,所以球的半径为:= .则球O的表面积为:4×=14π.故答案为:14π.10.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为.【解答】解:设正方体的棱长为a,∵这个正方体的表面积为18,∴6a2=18,则a2=3,即a= ,∵一个正方体的所有顶点在一个球面上,∴正方体的体对角线等于球的直径,即a=2R,即R= ,则球的体积V= π?()3= ;故答案为:.11.由一个长方体和两个圆柱体构成的几何体的三视图如图,则该几何体的体积为2+ .【解答】解:由长方体长为2,宽为1,高为1,则长方体的体积V1=2×1×1=2,圆柱的底面半径为1,高为1,则圆柱的体积V2= ×π× 12×1= ,则该几何体的体积V=V1+2 V1=2+ ,故答案为:2+ .12.如图,在圆柱O1O2 内有一个球O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,记圆柱O1O2 的体积为V1,球O 的体积为V2,则的值是.【解答】解:设球的半径为R,则球的体积为:R3,2?2R=2πR3.圆柱的体积为:πR则= = .故答案为:.三.解答题(共9小题)13.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=D,C∠APD=9°0,且四棱锥P﹣ABCD的体积为,求该四棱锥的侧面积.【解答】证明:(1)∵在四棱锥P﹣ABCD中,∠BAP=∠CDP=9°0,∴AB⊥PA,CD⊥PD,又AB∥CD,∴AB⊥PD,∵PA∩PD=P,∴AB⊥平面PAD,∵AB? 平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD.解:(2)设PA=PD=AB=DC=,a取AD中点O,连结PO,∵PA=PD=AB=D,C∠APD=9°0,平面PAB⊥平面PAD,∴PO⊥底面ABCD,且AD= = ,PO= ,∵四棱锥P﹣ABCD的体积为,∴V P﹣ABCD== = = = ,解得a=2,∴PA=PD=AB=DC=,2 AD=BC=2 ,PO= ,∴PB=PC= =2 ,∴该四棱锥的侧面积:S侧=S△PAD+S△PAB+S△PDC+S△PBC= + + +== 6+2 .14.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=9°0.∴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,PE=2 .则V P= ×(BC+AD)×AB×PO= =4 .﹣ABCD15.如图四面体ABCD中,△ABC是正三角形,AD=CD.(1)证明:AC⊥BD;(2)已知△ACD是直角三角形,AB=BD,若E为棱BD 上与 D 不重合的点,且AE⊥EC,求四面体ABCE与四面体ACDE的体积比.【解答】证明:(1)取AC中点O,连结DO、BO,∵△ABC是正三角形,AD=CD,∴DO⊥AC,BO⊥AC,∵DO∩BO=O,∴AC⊥平面BDO,∵BD? 平面BDO,∴AC⊥BD.解:(2)法一:连结OE,由(1)知AC⊥平面OBD,∵OE? 平面OBD,∴OE⊥AC,设AD=CD= ,则OC=OA=1,∴E是线段AC垂直平分线上的点,∴EC=EA=CD= ,由余弦定理得:cos∠CBD= = ,即,解得BE=1或BE=2,∵BE<<BD=2,∴BE=1,∴BE=ED,∵四面体ABCE与四面体ACDE的高都是点 A 到平面BCD的高h,∵BE=ED,∴S△DCE=S△BCE,∴四面体ABCE与四面体ACDE的体积比为1.A D=CD= ,则AC=AB=BC=BD=,2 AO=CO=DO=,1法二:设∴BO= = ,∴BO2+D O2=BD2,∴BO⊥DO,,以O为原点,OA为x 轴,OB为y 轴,OD为z 轴,建立空间直角坐标系1,0,0),D(0,0,1),B(0,,0),A(1,0,0),则C(﹣1),1)=λ(0,,﹣设E(a,b,c),,(0≤λ≤1),则(a,b,c﹣λ),解得E(0,,1﹣∴=(1,),=(﹣1,),∵AE⊥EC,∴=﹣1+3λ2+(1﹣λ)2=0,由λ∈[ 0,1] ,解得,∴DE=BE,∵四面体ABCE与四面体ACDE的高都是点 A 到平面BCD的高h,∵DE=BE,∴S△DCE=S△BCE,∴四面体ABCE与四面体ACDE的体积比为1.16.如图,直三棱柱ABC﹣A1B1C1 的底面为直角三角形,两直角边A B和AC的长为 4 和2,侧棱AA1 的长为5.分别A1B1C1 的体积;(1)求三棱柱ABC﹣A1M 与平面ABC所成角的大小.M是BC中点,求直线(2)设. .专业知识分享..【解答】解:(1)∵直三棱柱ABC﹣A1B1C1 的底面为直角三角形,两直角边AB和AC的长分别为 4 和2,侧棱AA1 的长为5.∴三棱柱ABC﹣A1B1C1 的体积:V=S△ABC×AA1== =20.(2)连结AM,∵直三棱柱ABC﹣A1B1C1 的底面为直角三角形,两直角边AB和AC的长分别为 4 和2,侧棱AA1 的长为5,M 是BC中点,∴AA1⊥底面ABC,AM= = ,∴∠A1MA 是直线A1M 与平面ABC所成角,tan∠A1MA= = = ,∴直线A1M 与平面ABC所成角的大小为arctan .17.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ABC∩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= .18.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AD⊥平面PDC,AD∥BC,PD⊥PB,AD=1,BC=3,CD=4,PD=2.(Ⅰ)求异面直线AP与BC所成角的余弦值;(Ⅱ)求证:PD⊥平面PBC;(Ⅲ)求直线AB与平面PBC所成角的正弦值.【解答】解:(Ⅰ)如图,由已知AD∥BC,故∠DAP或其补角即为异面直线AP与BC所成的角.因为AD⊥平面PDC,所以AD⊥PD.在Rt△PDA中,由已知,得,故.所以,异面直线AP与BC所成角的余弦值为.证明:(Ⅱ)因为AD⊥平面PDC,直线PD? 平面PDC,所以AD⊥PD.又因为BC∥AD,所以PD⊥BC,又PD⊥PB,所以PD⊥平面PBC.解:(Ⅲ)过点 D 作AB的平行线交BC于点F,连结PF,则DF与平面PBC所成的角等于AB与平面PBC所成的角.因为PD⊥平面PBC,故PF为DF在平面PBC上的射影,所以∠DFP为直线DF和平面PBC所成的角.由于AD∥BC,DF∥AB,故BF=AD=1,由已知,得CF=BC﹣BF=2.又AD⊥DC,故BC⊥DC,在Rt△DCF中,可得.所以,直线AB与平面PBC所成角的正弦值为.19.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=2C,BE为PD的中点.(Ⅰ)证明:CE∥平面PAB;(Ⅱ)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.【解答】证明:(Ⅰ)取AD的中点F,连结EF,CF,∵E为PD的中点,∴EF∥PA,B F 为中点,在四边形ABCD中,BC∥AD,AD=2DC=2C,∴CF∥AB,∴平面EFC∥平面ABP,∵EC? 平面EFC,∴EC∥平面PAB.解:(Ⅱ)连结BF,过F作FM⊥PB于M,连结PF,∵PA=PD,∴PF⊥AD,推导出四边形BCDF为矩形,∴BF⊥AD,∴AD⊥平面PBF,又AD∥BC,∴BC⊥平面PBF,∴BC⊥PB,设DC=CB=1,则AD=PC=2,∴PB= ,BF=PF=,1∴MF= ,又BC⊥平面PBF,∴BC⊥MF,∴MF⊥平面PBC,即点 F 到平面PBC的距离为,∵MF= ,D 到平面PBC的距离应该和MF 平行且相等,为,E为PD中点,E到平面PBC的垂足也为垂足所在线段的中点,即中位线,∴E到平面PBC的距离为,在,由余弦定理得CE= ,设直线CE与平面PBC所成角为θ,则sin θ== .20.由四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1 截去三棱锥C1﹣B1CD1 后得到的几何体如图所示,四边形ABCD为正方形,O为AC与BD 的交点,E为AD的中点,A1E⊥平面ABCD,(Ⅰ)证明:A1O∥平面B1CD1;(Ⅱ)设M 是OD的中点,证明:平面A1EM⊥平面B1CD1.【解答】证明:(Ⅰ)取B1D1 中点G,连结A1G、CG,∵四边形ABCD为正方形,O 为AC与BD 的交点,∴四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1 截去三棱锥C1﹣B1CD1 后,A1G OC,∴四边形OCGA1 是平行四边形,∴A1O∥CG,∵A1O?平面B1CD1,CG? 平面B1CD1,∴A1O∥平面B1CD1.(Ⅱ)四棱柱ABCD﹣A1B1C1D1 截去三棱锥C1﹣B1CD1 后,BD B1D1,∵M 是OD的中点,O为AC与BD 的交点,E为AD的中点,A1E⊥平面ABCD,又BD? 平面ABCD,∴BD⊥A1E,∵四边形ABCD为正方形,O 为AC与BD 的交点,∴AO⊥BD,∵M 是OD的中点,E为AD的中点,∴EM⊥BD,∵A1E∩EM=E,∴BD⊥平面A1EM,∵BD∥B1D1,∴B1D1⊥平面A1EM,∵B1D1? 平面B1CD1,∴平面A1EM⊥平面B1CD1.21.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.. .专业知识分享. .【解答】证明:(1)因为AB⊥AD,EF⊥AD,且A、B、E、F 四点共面,所以AB∥EF,又因为EF?平面ABC,AB? 平面ABC,所以由线面平行判定定理可知:EF∥平面ABC;(2)在线段CD上取点G,连结FG、EG使得FG∥BC,则EG∥AC,因为BC⊥BD,FG∥BC,所以FG⊥BD,又因为平面ABD⊥平面BCD,所以FG⊥平面ABD,所以FG⊥AD,又因为AD⊥EF,且EF∩FG=F,所以AD⊥平面EFG,所以AD⊥EG,故AD⊥AC.3.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=9°0.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=D,C∠APD=9°0,求二面角A﹣PB﹣C的余弦值.【解答】(1)证明:∵∠BAP=∠CDP=9°0,∴PA⊥AB,PD⊥CD,∵AB∥CD,∴AB⊥PD,又∵PA∩PD=P,且PA? 平面PAD,PD? 平面PAD,∴AB⊥平面PAD,又AB? 平面PAB,∴平面PAB⊥平面PAD;(2)解:∵AB∥CD,AB=CD,∴四边形ABCD为平行四边形,由(1)知AB⊥平面PAD,∴AB⊥AD,则四边形ABCD为矩形,在△APD中,由PA=PD,∠APD=9°0,可得△PAD为等腰直角三角形,设PA=AB=2a,则AD= .取AD中点O,BC中点E,连接PO、OE,以O为坐标原点,分别以OA、OE、OP所在直线为x、y、z轴建立空间直角坐标系,则:D(),B(),P(0,0,),C().,,.设平面PBC的一个法向量为,由,得,取y=1,得.∵AB⊥平面PAD,AD? 平面PAD,∴AB⊥PD,又PD⊥PA,PA∩AB=A,∴PD⊥平面PAB,则为平面PAB的一个法向量,.∴cos<>= = .由图可知,二面角A﹣PB﹣C为钝角,∴二面角A﹣PB﹣C的余弦值为.4.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°,E是PD的中点.(1)证明:直线CE∥平面PAB;(2)点M 在棱PC 上,且直线BM 与底面ABCD所成角为45°,求二面角M﹣AB﹣D 的余弦值.【解答】(1)证明:取PA的中点F,连接EF,BF,因为E是PD的中点,所以EF AD,AB=BC= AD,∠BAD=∠ABC=9°0,∴BC∥AD,∴BCEF是平行四边形,可得CE∥BF,BF? 平面PAB,CE?平面PAB,∴直线CE∥平面PAB;(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=9°0,E是PD的中点.1取AD的中点O,M 在底面ABCD上的射影N 在OC上,设AD=2,则AB=BC=,OP= ,∴∠PCO=6°0,直线BM 与底面ABCD所成角为45°,可得:BN=MN,CN= MN,BC=1,2=BN2,BN= ,MN= ,可得:1+ BN作NQ⊥AB于Q,连接MQ,所以∠MQN 就是二面角M﹣AB﹣D 的平面角,MQ== ,二面角M﹣AB﹣D 的余弦值为:= .5.如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,△ACD是直角三角形,∠ABD= ∠CBD,AB=BD.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)过AC的平面交BD于点E,若平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,求二面角D﹣AE﹣C的余弦值.【解答】(1)证明:如图所示,取AC的中点O,连接BO,OD.∵△ABC是等边三角形,∴OB⊥AC.. .专业知识分享. .△ABD与△CBD中,AB=BD=BC,∠ABD=∠CBD,∴△ABD≌△CBD,∴AD=CD.∵△ACD是直角三角形,∴AC是斜边,∴∠ADC=9°0.∴DO= AC.∴DO2+B O2=AB2=BD2.∴∠BOD=9°0.∴OB⊥OD.又DO∩AC=O,∴OB⊥平面ACD.又OB? 平面ABC,∴平面ACD⊥平面ABC.(2)解:设点D,B 到平面ACE的距离分别为h D,h E.则=.∵平面AEC把四面体ABCD分成体积相等的两部分,∴= = =1.∴点E是BD的中点.取AB=2.建立如图所示的空间直角坐标系.不妨1,0,0),D(0,0,1),B(0,,0),则O(0,0,0),A(1,0,0),C(﹣E .=(﹣1,0,1),= ,=(﹣2,0,0).,即,取设平面ADE 的法向量为=(x,y,z),则= .同理可得:平面ACE的法向量为=(0,1,).∴cos = = =﹣.. .专业知识分享..∴二面角D﹣AE﹣C 的余弦值为.6.如图,在四棱锥P﹣ABCD中,底面ABCD为正方形,平面PAD⊥平面ABCD,点M 在线段PB上,PD∥平面MAC,PA=PD= ,AB=4.(1)求证:M 为PB的中点;(2)求二面角B﹣PD﹣A 的大小;(3)求直线MC 与平面BDP所成角的正弦值.【解答】(1)证明:如图,设AC∩BD=O,∵ABCD为正方形,∴O为BD的中点,连接OM,∵PD∥平面MAC,PD? 平面PBD,平面PBD∩平面AMC=OM,∴PD∥OM,则,即M 为PB的中点;(2)解:取AD中点G,∵PA=PD,∴PG⊥AD,∵平面PAD⊥平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,∴PG⊥平面ABCD,则PG⊥AD,连接OG,则PG⊥OG,由G是AD的中点,O是AC的中点,可得OG∥DC,则OG⊥AD.以G为坐标原点,分别以GD、GO、GP所在直线为x、y、z轴距离空间直角坐标系,由PA=PD= ,AB=4,得D(2,0,0),A(﹣2,0,0),P(0,0,),C(2,4,0),B(﹣2,4,0),M(﹣1,2,),,.设平面PBD的一个法向量为,则由,得,取z= ,得.取平面PAD的一个法向量为.∴cos<>= = .∴二面角B﹣PD﹣A 的大小为60°;(3)解:,平面BDP的一个法向量为.∴直线MC 与平面BDP 所成角的正弦值为| cos <>| =| | =| | = .7.如图,在三棱锥P﹣ABC中,PA⊥底面ABC,∠BAC=90°.点D,E,N 分别为4AB=2.棱PA,PC,BC的中点,M 是线段AD的中点,PA=AC=,(Ⅰ)求证:MN∥平面BDE;(Ⅱ)求二面角C﹣EM﹣N 的正弦值;(Ⅲ)已知点H 在棱PA上,且直线NH 与直线BE所成角的余弦值为,求线段AH的长.【解答】(Ⅰ)证明:取AB中点F,连接MF、NF,∵M 为AD中点,∴MF∥BD,∵BD? 平面BDE,MF?平面BDE,∴MF∥平面BDE.∵N 为BC中点,∴NF∥AC,又D、E分别为AP、PC的中点,∴DE∥AC,则NF∥DE.∵DE? 平面BDE,NF?平面BDE,∴NF∥平面BDE.又MF∩NF=F.∴平面MFN∥平面BDE,则MN∥平面BDE;(Ⅱ)解:∵PA⊥底面ABC,∠BAC=9°0.∴以A 为原点,分别以AB、AC、AP所在直线为x、y、z 轴建立空间直角坐标系.∵PA=AC=,4AB=2,∴A(0,0,0),B(2,0,0),C(0,4,0),M(0,0,1),N(1,2,0),E (0,2,2),则,,设平面MEN 的一个法向量为,由,得,取z=2,得.由图可得平面CME的一个法向量为.∴cos<>= .∴二面角C﹣EM﹣N 的余弦值为,则正弦值为;(Ⅲ)解:设AH=t,则H(0,0,t),,.∵直线NH 与直线BE所成角的余弦值为,∴| cos<>| =| | =| | = .解得:t= 或t= .∴当H 与P重合时直线NH 与直线BE所成角的余弦值为,此时线段AH的长为或.8.如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形ABCD(及其内部)以AB边所在直线为旋转轴旋转120°得到的,G是的中点.(Ⅰ)设P是上的一点,且AP⊥BE,求∠CBP的大小;(Ⅱ)当AB=3,AD=2时,求二面角E﹣AG﹣C 的大小.【解答】解:(Ⅰ)∵AP⊥BE,AB⊥BE,且AB,AP? 平面ABP,AB∩AP=A,∴BE⊥平面ABP,又BP? 平面ABP,∴BE⊥BP,又∠EBC=12°0,因此∠CBP=3°0;(Ⅱ)解法一、. .专业知识分享. .取的中点H,连接EH,GH,CH,∵∠EBC=12°0,∴四边形BECH为菱形,∴AE=GE=AC=GC= .取AG中点M,连接EM,CM,EC,则EM⊥AG,CM⊥AG,∴∠EMC为所求二面角的平面角.又AM=1,∴EM=CM= .在△BEC中,由于∠EBC=12°0,由余弦定理得:EC2=22+22﹣2×2×2×cos120°=12,∴,因此△EMC为等边三角形,故所求的角为60°.解法二、以 B 为坐标原点,分别以BE,BP,BA所在直线为x,y,z 轴建立空间直角坐标系.由题意得:A(0,0,3),E(2,0,0),G(1,,3),C(﹣1,,0),故,,.设为平面AEG的一个法向量,由,得,取z1=2,得;设为平面ACG的一个法向量,由,可得,取z2=﹣2,得.∴cos<>= .∴二面角E﹣AG﹣C 的大小为60°.. .专业知识分享. .根据企业发展战略的要求,有计划地对人力、资源进行合理配置,通过对企业中员工的招聘、培训、使用、考核、评价、激励、调整等一系列过程,调动员工地积极性,发挥员工地潜能,为企业创造价值,确保企业战略目标的实现。
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6.如图,已知正四面体 D﹣ABC(所有棱长均相等的三棱锥),P、Q、R 分别为 AB、BC、CA 上的点,AP=PB, = =2,分别记二面角 D﹣PR﹣Q,D﹣PQ﹣R, D﹣QR﹣P 的平面角为 α、β、γ,则( )
A.γ<α<βB.α<γ<β C.α<β<γ D.β<γ<α 【解答】解法一:如图所示,建立空间直角坐标系.设底面△ABC 的中心为 O.
该三棱锥的体积=
=10.
故选:D.
5.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm2) 是()
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A. +1 B. +3 C. +1 D. +3 【解答】解:由几何的三视图可知,该几何体是圆锥的一半和一个三棱锥组成, 圆锥的底面圆的半径为 1,三棱锥的底面是底边长 2 的等腰直角三角形,圆锥的 高和棱锥的高相等均为 3, 故该几何体的体积为 × ×π×12×3+ × × × ×3= +1, 故选:A
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2017 年高考数学空间几何高考真题
参考答案与试题解析
一.选择题(共 7 小题) 1.如图,在下列四个正方体中,A,B 为正方体的两个顶点,M,N,Q 为所在 棱的中点,则在这四个正方体中,直线 AB 与平面 MNQ 不平行的是( )
A.
B.
C
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D. 【解答】解:对于选项 B,由于 AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知 B 不满足 题意; 对于选项 C,由于 AB∥MQ,结合线面平行判定定理可知 C 不满足题意; 对于选项 D,由于 AB∥NQ,结合线面平行判定定理可知 D 不满足题意; 所以选项 A 满足题意, 故选:A.
16.如图,直三棱柱 ABC﹣A1B1C1 的底面为直角三角形,两直角边 AB 和 AC 的长 分别为 4 和 2,侧棱 AA1 的长为 5.
1 求三棱柱 ABC﹣A1B1C1 的体积; 2 设 M 是 BC 中点,求直线 A1M 与平面 ABC 所成角的大小.
17.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.
锥的侧面积.
14.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.
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15.如图四面体 ABCD 中,△ABC 是正三角形,AD=CD. 1 证明:AC⊥BD; 2 已知△ACD 是直角三角形,AB=BD,若 E 为棱 BD 上与 D 不重合的点,且 AE⊥EC,求四面体 ABCE 与四面体 ACDE 的体积比.
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5.如图,四面体 ABCD 中,△ABC 是正三角形,△ACD 是直角三角形,∠ABD= ∠CBD,AB=BD. 1 证明:平面 ACD⊥平面 ABC; 2过 AC 的平面交 BD 于点 E,若平面 AEC 把四面体 ABCD 分成体积相等的两 部 分,求二面角 D﹣AE﹣C 的余弦值.
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18.如图,在四棱锥 P﹣ABCD 中,AD⊥平面 PDC,AD∥BC,PD⊥PB,AD=1, BC=3,CD=4,PD=2.
(Ⅰ)求异面直线 AP 与 BC 所成角的余弦值; (Ⅱ)求证:PD⊥平面 PBC; (Ⅲ)求直线 AB 与平面 PBC 所成角的正弦值.
19.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.
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不妨设 OP=3.则 O(0,0,0),P(0,﹣3,0),C(0,﹣6,0),D(0,0,6 ),
Q
,R
,
=
, =(0,3,6 ), =( ,5,0), =
,
=
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设平面 PDR 的法向量为 =(x,y,z),则
,可得
,
可得 =
,取平面 ABC 的法向量 =(0,0,1).
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21.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.
3.如图,在四棱锥 P﹣ABCD 中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°. 1 证明:平面 PAB⊥平面 PAD; 2 若 PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,求二面角 A﹣PB﹣C 的余弦值.
学海无 涯 =.
3.在正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中,E 为棱 CD 的中点,则( ) A.A1E⊥DC1 B.A1E⊥BD C.A1E⊥BC1 D.A1E⊥AC 【解答】解:法一:连 B1C,由题意得 BC1⊥B1C, ∵A1B1⊥平面 B1BCC1,且 BC1⊂平面 B1BCC1, ∴A1B1⊥BC1, ∵A1B1∩B1C=B1, ∴BC1⊥平面 A1ECB1, ∵A1E⊂平面 A1ECB1, ∴A1E⊥BC1. 故选:C. 法二:以 D 为原点,DA 为 x 轴,DC 为 y 轴,DD1 为 z 轴,建立空间直角坐标系, 设正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中棱长为 2, 则 A1(2,0,2),E(0,1,0),B(2,2,0),D(0,0,0),C1(0,2,2), A(2,0,0),C(0,2,0),
2.已知圆柱的高为 1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球面上, 则该圆柱的体积为( )
A.π B. C. D. 【解答】解:∵圆柱的高为 1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球 面上,
∴该圆柱底面圆周半径 r=
=,
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∴该圆柱的体积:V=Sh= 故选:B.
A.π B. C. D.
3.在正方体 ABCD﹣A1B1C1D1 中,E 为棱 CD 的中点,则( ) A.A1E⊥DC1 B.A1E⊥BD C.A1E⊥BC1 D.A1E⊥AC 4.某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )
A.60 B.30 C.20 D.10
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学海无 涯 5.某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积(单位:cm2) 是()
二.填空题(共 5 小题) 8.已知三棱锥 S﹣ABC 的所有顶点都在球 O 的球面上,SC 是球 O 的直径.若平 面 SCA⊥平面 SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥 S﹣ABC 的体积为 9,则球 O 的表面 积为. 9.长方体的长、宽、高分别为 3,2,1,其顶点都在球 O 的球面上,则球 O 的 表面积为. 10.已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为 18, 则这个球的体积为 . 11. 由一个长方体和两个 圆柱体构成的几何体的三视图如图,则该几何体的 体积为.
(Ⅰ)证明:CE∥平面 PAB; (Ⅱ)求直线 CE 与平面 PBC 所成角的正弦值.
20.由四棱柱 ABCD﹣A1B1C1D1 截去三棱锥 C1﹣B1CD1 后得到的几何体如图所示, 四边形 ABCD 为正方形,O为 AC 与 BD 的交点,E为 AD 的中点,A1E⊥平面 ABCD,
(Ⅰ)证明:A1O∥平面 B1CD1; (Ⅱ)设 M 是 OD 的中点,证明:平面 A1EM⊥平面 B1CD1.
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2017 年高考数学空间几何高考真题
一.选择题(共 9 小题) 1.如图,在下列四个正方体中,A,B 为正方体的两个顶点,M,N,Q 为所在 棱的中点,则在这四个正方体中,直线 AB 与平面 MNQ 不平行的是( )
A.
B.
C
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D. 2.已知圆柱的高为 1,它的两个底面的圆周在直径为 2 的同一个球的球面上, 则该圆柱的体积为( )
A.90π B.63π C.42π D.36π
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1.某多面体的三视图如图所示,其中正视图和左视图都由正方形和等腰直角三 角形组成,正方形的边长为 2,俯视图为等腰直角三角形,该多面体的各个面中 有若干个是梯形,这些梯形的面积之和为( )
A.10 B.12 C.14 D.16 2.已知直三棱柱 ABC﹣A1B1C1 中,∠ABC=120°,AB=2,BC=CC1=1,则异面直线 AB1 与 BC1 所成角的余弦值为( ) A. B. C. D.
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12.如图,在圆柱 O1O2 内有一个球 O,该球与圆柱的上、下底面及母线均相切,
记圆柱 O1O2 的体积为 V1,球 O 的体积为 V2,则 的值是
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三.解答题(共 9 小题) 13.如图,在四棱锥 P﹣ABCD 中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°. 1 证明:平面 PAB⊥平面 PAD; 2 若 PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,且四棱锥 P﹣ABCD 的体积为 ,求该四棱
(Ⅰ)求证:MN∥平面 BDE; (Ⅱ)求二面角 C﹣EM﹣N 的正弦值; (Ⅲ)已知点 H 在棱 PA 上,且直线 NH 与直线 BE 所成角的余弦值为