(完整版)经典高考立体几何知识点和例题(理科学生用)

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高考立体几何知识点总结

整体知识框架:

一 、空间几何体 (一) 空间几何体的类型

1 多面体:由若干个平面多边形围成的几何体。围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,相邻两个面的公共边叫做多面体的棱,棱与棱的公共点叫做多面体的顶点。

2 旋转体:把一个平面图形绕它所在的平面内的一条定直线旋转形成了封闭几何体。其中,这条直线称为旋转体的轴。

(二) 几种空间几何体的结构特征 1 、棱柱的结构特征

1.1 棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫做棱柱。 1.2 棱柱的分类

四棱柱

平行六面体

直平行六面

长方体正四棱柱正方体

性质:

棱长都相等

底面是正方形

底面是矩形

侧棱垂直于底面

底面是平行四边形

底面是四边形

图1-1 棱柱

Ⅰ、侧面都是平行四边形,且各侧棱互相平行且相等; Ⅱ、两底面是全等多边形且互相平行; Ⅲ、平行于底面的截面和底面全等; 1.3 棱柱的面积和体积公式

ch S =直棱柱侧(c 是底周长,h 是高)

S 直棱柱表面 = c ·h+ 2S 底 V 棱柱 = S 底 ·h

2 、棱锥的结构特征 2.1 棱锥的定义

(1) 棱锥:有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥。

(2)正棱锥:如果有一个棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的投影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。 2.2 正棱锥的结构特征

Ⅰ、 平行于底面的截面是与底面相似的正多边形,相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比;它们面积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的平方比;截得的棱锥的体积与原棱锥的体积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的立方比; Ⅱ、 正棱锥的各侧棱相等,各侧面是全等的等腰三角形; 正棱锥侧面积:1

'2

S ch =

正棱椎(c 为底周长,'h 为斜高) 体积:1

3

V Sh =棱椎(S 为底面积,h 为高) 正四面体:

对于棱长为a 正四面体的问题可将它补成一个边长为

a 2

2

的正方体问题。 对棱间的距离为

a 2

2

(正方体的边长) 正四面体的高

a 3

6

(正方体体对角线l 32=)

正四面体的体积为

3

12

2a (正方体小三棱锥正方体V V V 314=-)

正四面体的中心到底面与顶点的距离之比为3:1(正方体体对角线正方体体对角线:l l 2

1

61=

) A

B

C D P

O

H

正四面体的外接球半径为

a 46,外接球半径为a 126,外接球半径a 4

2

3 、棱台的结构特征

3.1 棱台的定义:用一个平行于底面的平面去截棱锥,我们把截面和底面之间的部分称为棱台。

3.2 正棱台的结构特征

(1)各侧棱相等,各侧面都是全等的等腰梯形;

(2)正棱台的两个底面和平行于底面的截面都是正多边形; (3)正棱台的对角面也是等腰梯形; (4)各侧棱的延长线交于一点。 4 、圆柱的结构特征

4.1 圆柱的定义:以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱。 4.2 圆柱的性质

(1)上、下底及平行于底面的截面都是等圆; (2)过轴的截面(轴截面)是全等的矩形。

4.3 圆柱的侧面展开图:圆柱的侧面展开图是以底面周长和母线长为邻边的矩形。 4.4 圆柱的面积和体积公式

S 圆柱侧面 = 2π·r ·h (r 为底面半径,h 为圆柱的高)

S圆柱全= 2π r h + 2π r2

V圆柱= S底h = πr2h

5、圆锥的结构特征

5.1 圆锥的定义:以直角三角形的一直角边所在的直线为旋

转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆

锥。

5.2 圆锥的结构特征

(1)平行于底面的截面都是圆,截面直径与底面直径之

比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比;

(2)轴截面是等腰三角形;

图1-5 圆锥

(3)母线的平方等于底面半径与高的平方和:

l2 = r2 + h2

5.3 圆锥的侧面展开图:圆锥的侧面展开图是以顶点为圆心,以母线长为半径的扇形。

6、圆台的结构特征

6.1 圆台的定义:用一个平行于底面的平面去截圆锥,我们把截面和底面之间的部分称为圆台。

6.2 圆台的结构特征

⑴圆台的上下底面和平行于底面的截面都是圆;

⑵圆台的截面是等腰梯形;

⑶圆台经常补成圆锥,然后利用相似三角形进行研究。

6.3 圆台的面积和体积公式

S圆台侧= π·(R + r)·l (r、R为上下底面半径)

S圆台全= π·r2 + π·R2 + π·(R + r)·l

V圆台= 1/3 (π r2+ π R2+ π r R) h (h为圆台的高)

7 球的结构特征

7.1 球的定义:以半圆的直径所在的直线为旋转轴,

半圆旋转一周形成的旋转体叫做球体。空间中,与定

点距离等于定长的点的集合叫做球面,球面所围成的

几何体称为球体。

7-2 球的结构特征

⑴球心与截面圆心的连线垂直于截面;

⑵截面半径等于球半径与截面和球心的距离的平方

差:r2 = R2– d2

★7-3 球与其他多面体的组合体的问题

球体与其他多面体组合,包括内接和外切两种类型,解决此类问题的基本思路是:

⑴根据题意,确定是内接还是外切,画出立体图形;

⑵找出多面体与球体连接的地方,找出对球的合适的切割面,然后做出剖面图;

⑶ 将立体问题转化为平面几何中圆与多边形的问题;

⑷ 注意圆与正方体的两个关系:球内接正方体,球直径等于正方体对角线; 球外切正方体,球直径等于正方体的边长。

7-4 球的面积和体积公式

S 球面 = 4 π R 2 (R 为球半径) V 球 = 4/3 π R 3

练习:

1)将直角三角形绕它的一边旋转一周, 形成的几何体一定是( )

A .圆锥

B .圆柱

C .圆台

D .上均不正确

2)用一个平面去截一个几何体,得到的截面是四边形,这个几何体可能是( )

A .圆锥

B .圆柱

C . 球体

D . 以上都可能

3)下左一图是一个物体的三视图,根据图中尺寸(单位:c m ),

计算它的体积为 c m 3.

二、典型例题分析

例1:(几何体的侧面展开图)

如上左二图,长方体1111D C B A ABCD -的长、宽、高分别是5cm 、4cm 、3cm ,一只蚂蚁从

A 到1C 点,沿着表面爬行的最短距离是多少.

练习:1)如上右二图, 四面体P-ABC 中, PA=PB=PC=2, ∠APB=∠BPC=∠APC=300

. 一只蚂蚁 从A 点出发沿四面体的表面绕一周, 再回到A 点, 问蚂蚁经过的最短路程是_________. 练习.1)已知一个几何体的主视图及左视图均是边长为2的正三角形,俯视图是直径为2的圆,则此几何体的外接球的表面积为( )

A .π34

B .π3

8

C .

π3

16 D .

π3

32

(三)空间几何体的表面积与体积 空间几何体的表面积

棱柱、棱锥的表面积:各个面面积之和

圆柱的表面积 :2

22S rl r ππ=+ 圆锥的表面积:2S

rl r ππ=+

圆台的表面积:22S rl r Rl R ππππ=+++ 球的表面积:2

4S R π=

A'

C'

D'B'

C

D O

A

B

O

C'

A'

A

c

扇形的面积公式2211=36022

n R S lr r

π

α==扇形(其中l 表示弧长,r 表示半径,α表示弧度) 空间几何体的体积 柱体的体积 :V

S h =?底 锥体的体积 :13

V S h =?底

台体的体积 : 1)3

V S S S S h =+

+?下下上上( 球体的体积:34

3

V R π=

(四)空间几何体的三视图和直观图

正视图:光线从几何体的前面向后面正投影,得到的投影图。 侧视图:光线从几何体的左边向右边正投影,得到的投影图。 俯视图:光线从几何体的上面向右边正投影,得到的投影图。

★画三视图的原则:

主视图反映了物体的上、下和左、右位置关系;俯视图反映了物体的前、后和左、右位置关系;侧视图反映了物体的上、下和前、后位置关系。

三个视图之间的投影关系为:正俯长相等、正侧高相同、俯侧宽一样 注:球的三视图都是圆;长方体的三视图都是矩形 直观图:斜二测画法

斜二测画水平放置的平面图形的基本步骤

(1)建立直角坐标系,在已知水平放置的平面图形中取互相垂直的Ox ,Oy ,建立直角坐标系; (2)画出斜坐标系,在画直观图的纸上(平面上)画出对应的Ox ′,Oy ′,使∠x ′Oy ′=45°(或135°),它们确定的平面表示水平平面;

(3)画对应图形,在已知图形中平行于x 轴的线段,在直观图中画成平行于x ′轴,且长度保持不变;平行于y 轴的线段,在直观图中画成平行于y ′轴,且长度变为原来的一半; (4)擦去辅助线,图画好后,要擦去x 轴、y 轴及为画图添加的辅助线(虚线).

原视图与直观图的关系:

直观图原视图原视图直观图,s s s s 224

2

== 例1、将长方体截去一个四棱锥,得到的几何体如图所示,则该几何体的侧视图为 ( )

解析:如图所示,点D 1的投影为点C 1,点D 的投影为点C ,点A 的投影为点B .

答案:D

练习:

(1)如图所示为某一平面图形的直观图,则此平面图形可能是 ( )

(2)判断:

①水平放置的正方形的直观图可能是等腰梯形 ②两条相交的线段的直观图可能是平行线段 ③两条互相垂直的直线的直观图仍然垂直 ④平行四边形的直观图仍为平行四边形 ⑤长度相等的两线段直观图仍然相等

(3)三角形ABC 是边长为1正三角形,求其直观图三角形'

'

'

C B A 的面积

(4)如图,正方形'

'

'

'

C B A O 的边长为1,它是水平放置的一个平面图形的直观图,求原图形的周长和面积

(5)如上右图,用斜二测画法作?ABC 水平放置的直观图形得?A 1B 1C 1,其中A 1B 1=B 1C 1,A 1D 1是B 1C 1边上的中线,由图形可知在?ABC 中,下列四个结论中正确的是( ) A .AB=BC=AC B . AD ⊥BC C . AC>AD>AB>BC D . AC>AD>AB=BC

空间几何体三视图(重点) 例 1如图所示,某几何体的正视图是平行四边形,侧视图和俯视图都是矩形,则该几何体的体积为

( )

A.6 3 B.9 3 C.12 3 D.18 3

解析:由三视图可还原几何体的直观图如图所示.此几何体可通过分割和补形的方法拼凑成一个长和宽均为3,高为3的长方体,所求体积V=3×3×3=9 3.

答案:B

(2)一个空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为()

A.48 B.32+817 C.48+817 D.80 (3)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()

A .92π+12

B .9

2π+18

C .9π+42

D .36π+18 【答案】(1)C (2)B

【解析】 (1)由三视图可知本题所给的是一个底面为等腰梯形的放倒的直四棱柱(如图所示),所以该直四棱柱的表面积为S =2×1

2

×(2+4)×4+4×4+2×4+2×1+16×4=48+817.

(2)由三视图可得这个几何体是由上面是一个直径为3的球,下面是一个长、宽都为3、高为2的长方体所构成的几何体,则其体积为:V =V 1+V 2=43×π×????323+3×3×2=9

2π+18,故选B.

(3).【2012高考真题北京理7】某三棱锥的三视图如图所示,该三梭锥的表面积是( )

A. 28+65

B. 30+65

C. 56+ 125

D. 60+125

【答案】B 【解析】从所给的三视图可以得到该几何体为三棱锥,如图所示,图中蓝色数字所表示的为直接从题目所给三视图中读出的长度,黑色数字代表通过勾股定理的计算得到的边长。本题所求表面积应为三棱锥四个面的面积之和,利用垂直关系和三角形面积公式,可得:10=底S ,10=后S ,10=右S ,56=左S ,因此该几何体表面积

5630+=+++=左右后底S S S S S ,故选B 。

例题:

1. 一空间几何体的三视图如下右图所示,则该几何体的体积为( ). A.223π+ B.

423π+

C. 2

323

π+ D. 23

43π+

2、上中图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是 A.9π B.10π C.11π D .12π

3、 若一个正三棱柱的体积为312,其三视图如上左图所示,则这个正三棱柱的侧视图的面积为_______。

4.【2012高考真题广东理6】某几何体的三视图如图所示,它的体积为( C )

A .12π B.45π C.57π D.81π

俯视图

二、典型例题 考点一:三视图

1.一空间几何体的三视图如图1所示,则该几何体的体积为_________________.

第1题

2.若某空间几何体的三视图如图2所示,则该几何体的体积是________________.

第2题 第3题

3.一个几何体的三视图如图3所示,则这个几何体的体积为 .

4.若某几何体的三视图(单位:cm )如图4所示,则此几何体的体积是 .

2

2 侧(左)视图 2

2 2 正(主)视图

3 俯视图

1 1

2 a

第4题 第5题

5.如图5是一个几何体的三视图,若它的体积是33,则 a .

6.已知某个几何体的三视图如图6,根据图中标出的尺寸(单位:cm ),可得这个几何体的体积是 .

第6题 第7题

7.若某几何体的三视图(单位:cm )如图所示,则此几何体的体积是 3

cm 8.设某几何体的三视图如图8(尺寸的长度单位为m ),则该几何体的体积为_________m 3

20

20正视图

20侧视图

10 10

20俯视图

第7题

第8题

9.一个空间几何体的主视图和左视图都是边长为1的正方形,俯视图是一个圆,那么这个几何体的侧面积为_________________.

10.一个三棱柱的底面是正三角形,侧棱垂直于底面,它的三视图及其尺寸如图10所示(单位cm),则该三棱柱的表面积为_____________.

图10

11. 如图11所示,一个空间几何体的主视图和左视图都是边长为1的正方形,俯视图是一个直径为1的圆,那么这个几何体的全面积为_____________.

图11 图12 图13

12. 如图12,一个空间几何体的主视图和左视图都是边长为1的正三角形,俯视图是一个圆,那么几何体的侧面积为_____________.

13.已知某几何体的俯视图是如图13所示的边长为2的正方形,主视图与左视图是边长为2的正三角形,则其表面积是_____________.

14.如果一个几何体的三视图如图14所示(单位长度: cm), 则此几何体的表面积是_____________.

223

2

21

俯视图正(主)视图侧(左)视图

2

3

2

2

正视图

俯视图

图14

15.一个棱锥的三视图如图图9-3-7,则该棱锥的全面积(单位:2

cm )_____________.

正视图 左视图 俯视图

图1

二 、点、直线、平面之间的关系

(一)、立体几何网络图:

1.平面的基本性质

公理1 若一条直线上的两点在一个平面内,则这条直线上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 经过不在同一直线上的三个点,有且只有一个平面. 根据上面的公理,可得以下推论.

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. 2.等角定理及其推论

定理 若一个角的两边和另一个角的两边分别平行,并且方向相同,则这两个角相等. 推论 若两条相交直线和另两条相交直线分别平行,则这两组直线所成的角相等.

公理

4

线线平行

线面平行

面面平行

线线垂直

线面垂直

面面垂直

三垂线逆定理

三垂线定理

⑵ ⑷ ⑶ ⑸ ⑹

⑼ ⑽

⒂ ⒃

2.空间线面的位置关系

共面 平行—没有公共点

(1)直线与直线 相交—有且只有一个公共点

异面(既不平行,又不相交)

直线在平面内—有无数个公共点 (2)直线和平面 直线不在平面内 平行—没有公共点

(直线在平面外) 相交—有且只有一公共点 (3)平面与平面 相交—有一条公共直线(无数个公共点)

平行—没有公共点 唯一性定理:(1)过已知点,有且只能作一直线和已知平面垂直。 (2)过已知平面外一点,有且只能作一平面和已知平面平行。 (3)过两条异面直线中的一条能且只能作一平面与另一条平行。 1、线线平行的判断方法:

1.中位线、证明平行四边形、相似边互相平行(初中的方法)、内错角同位角相等、平行公理等

2.线面平行的性质、面面平行的性质

3.线面垂直的性质:垂直于同一平面的两直线平行。

4.向量法,证明b a ρ

ρ//

2、线线垂直的判断:

1.勾股定理

2.正方形、菱形、圆等特点

3.等腰、等边三角形的中线

4.线面垂直和面面垂直的转化

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: 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。 符号表示:

4.线面平行的性质: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。

5、面面平行的判断: 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。 注:垂直于同一条直线的两个平面平行 5、面面平行的性质:

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。 2.两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。

★判断或证明线面平行的方法 ⑴ 利用定义(反证法):l α=?I

,则l ∥α (用于判断);

⑵ 利用判定定理:线线平行线面平行 (用于证明); ⑶ 利用平面的平行:面面平行

线面平行 (用于证明);

⑷ 利用垂直于同一条直线的直线和平面平行(用于判断)。 2 线面斜交和线面角:l ∩ α = A

2.1 直线与平面所成的角(简称线面角):若直线与平面斜交,则平面的斜线与该斜线在平面内射影的夹角θ。

2.2 线面角的范围:θ∈[0°,90°]注意:当直线在平面内或者直线平行于平面时,θ=0°;当直线垂直于平面时,θ=90° 4、线面垂直的判断:

判定定理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。

5.线面垂直性质:(1)若直线垂直于平面,则它垂直于平面内任意一条直线。

即:

(2)垂直于同一平面的两直线平行。 推论:αα⊥?⊥b b a a //,

即:

6、面面垂直的判断: 一个平面经过另一个平面的垂线,这两个平面互相垂直。 判定定理:

6、面面垂直的性质: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。

2-3 线面角

定义法:若两面垂直,则这两个平面的二面角的平面角为90°; ★判断或证明线面垂直的方法 ⑴ 利用定义,用反证法证明。 ⑵ 利用判定定理证明。

⑶ 一条直线垂直于平面而平行于另一条直线,则另一条直线也垂直与平面。 ⑷ 一条直线垂直于两平行平面中的一个,则也垂直于另一个。

⑸ 如果两平面垂直,在一平面内有一直线垂直于两平面交线,则该直线垂直于另一平面。 ★1.5 三垂线定理及其逆定理

⑴ 斜线定理:从平面外一点向这个平面所引的所有线段中, 斜线相等则射影相等,斜线越长则射影越长,垂线段最短。 如图:

⑵ 三垂线定理及其逆定理

已知PO ⊥α,斜线PA 在平面α内的射影为OA ,a 是平面 α内的一条直线。

① 三垂线定理:若a ⊥OA ,则a ⊥PA 。即垂直射影则垂直斜线。

② 三垂线定理逆定理:若a ⊥PA ,则a ⊥OA 。即垂直斜线则垂直射影。

⑶ 三垂线定理及其逆定理的主要应用 ① 证明异面直线垂直; ② 作出和证明二面角的平面角; ③ 作点到线的垂线段。 (二)、其他定理:

(1)确定平面的条件:①不共线的三点;②直线和直线外一点;③相交直线或平行直线; (5)最小角定理:斜线与平面内所有直线所成的角中最小的是与它在平面内射影所成的角。 (6)异面直线的判定:①反证法;

②过平面外一点与平面内一点的直线,和平面内不过该点的直线是异面直线。 (7)过已知点与一条直线垂直的直线都在过这点与这条直线垂直平面内。 (8)如果—直线平行于两个相交平面,那么这条直线平行于两个平面的交线。 考点六 线面、面面关系判断题

图2-7 斜线定理

图2-8 三垂线定理 图2-10 面面垂直性质2

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 n αβαβ⊥?⊥P P , ②,,;m n m n αβαβ⊥⊥?P P ③

,,;m n m n αβαβ⊥?⊥P P ④,,;m m n n ααββ⊥?⊥P P

其中真命题的编号是________(写出所有真命题的编号)。 5. 关于直线m 、n 与平面α与

β,有下列四个命题:

①若//,//m n αβ且//αβ,则//m n ; ②若,m n αβ⊥⊥且αβ⊥,则m n ⊥; ③若,//m n αβ⊥且//αβ,则m n ⊥; ④若//,m n αβ⊥且αβ⊥,则//m n ; 其中真命题的序号是_________________. 练习

1.判断下面命题的正确的是

平行于同一直线的两平面平行. 垂直于同一平面的两直线平行. 平行于同一平面的两直线平行. 垂直于同一直线的两平面平行. 平行于同一平面的两平面平行. 垂直于同一平面的两平面平行.

2空间不重合的三平面可以把空间分成 部分,正方体六个面所在平面把空间分成 部分. 3若b a ,是异面直线, b, c 是异面直线, 则a ,c 的位置关系是( ) A.相交,平行或异面 B.相交或平行 C.异面 D.平行或异面 4设b ,c 表示两条直线,α,β表示两个平面,下列命题中正确的是 A .若b ?α ,c ∥α,则b ∥c B .若b ?α,b ∥c ,则c ∥α C .若c ∥α,c ⊥β,则α⊥β D .若c ∥α,α⊥β,则c ?β

5设,m n 是两条不同的直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题正确的是( ) A,若,,//m n m n αβ⊥⊥,则//αβ B,若//,//,//,m n αβαβ则//m n C,若,//,//m n αβαβ⊥,则m n ⊥ D,若//,//,//,m n m n αβ则//αβ 6设b a ,是两条直线,βα,是两个平面,则能推出b a ⊥的一个条件是 ( ) A .βαβα⊥⊥,//,b a B .βαβα//,,⊥⊥b a

9已知n m ,为两条不同的直线, βα,为两个不同的平面,则下列命题中正确的是( )

10已知两条直线n m ,,两个平面βα,,给出下面四个命题:

①//,m n m n αα⊥?⊥ ②//,,//m n m n αβαβ??? ③//,////m n m n αα? ④//,//,m n m n αβαβ⊥?⊥ 其中正确命题的序号是( )

A .①③

B .②④

C .①④

D .②③

11设有直线n m ,和平面βα,.下列四个命题中,正确的是( )

A.若m ∥α,n ∥α,则m ∥n

B.若m ?α,n ?α,m ∥β,n ∥β,则α∥β

C.若α⊥β,m ?α,则m ⊥β

D.若α⊥β,m ⊥β,m ?α,则m ∥α 12设βα,是两个不同的平面,l 是一条直线,以下命题正确的是( ) A .若,,βαα⊥⊥l 则β?l B .若βαα//,//l ,则β?l C .若βαα//,⊥l ,则β⊥l D .若βαα⊥,//l ,则β⊥l 13已知直线b a ,和平面α,

下述推理中正确的有 .

14如下左图是正方体的平面展开图,在这个正方体中,

①BM 与ED 平行;②CN 与BE 是异面直线;③CN 与BM 成?60角;④DM 与BN 垂直;以上四个命题中,正确命题的序号是 ( )

A.①②③ B.②④ C.③④ D.②③④

练习:下左二图是一个正方体的展开图,在原正方体中,有下列命题: ⑴AB 与EF 所在直线平行;⑵AB 与CD 所在直线异面; ⑶MN 与BF 所在直线成

60°;⑷MN 与CD 所在直线垂直;其中正确命题的序号是________.

考点四 平行与垂直的证明

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 B C D -,O 是底ABCD 对角线的交点.

求证:(1) C 1O ∥面11AB D ;(2)1A C ⊥面11AB D .

A 1

1

C 1

B 1

A E D

C

B

D 1

O

D

B

A

C 1

B 1

A 1

C

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 ∠=o

,求证:MN ⊥平面PCD .

4.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=

12

AD (I) 证明平面AMD ⊥平面CDE ; (II) 证明//BN 平面CDE ;

5.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 F

E

B

C D

M

N N

M P

D

B

A P

D A

B

C O

M

高中立体几何典型题及解析

高中立体几何典型500题及解析(二)(51~100题) 51. 已知空间四边形ABCD 中,AB=BC=CD=DA=DB=AC,M 、N 分别为BC 、AD 的中点。 求:AM 及CN 所成的角的余弦值; 解析:(1)连接DM,过N 作NE∥AM 交DM 于E ,则∠CNE 为AM 及CN 所成的角。 ∵N 为AD 的中点, NE∥AM 省 ∴NE=2 1AM 且E 为MD 的中点。 设正四面体的棱长为1, 则NC=21·23= 4 3且ME=2 1MD= 4 3 在Rt△MEC 中,CE 2=ME 2+CM 2= 163+41=16 7 ∴cos ∠CNE= 324 3 432167)43()43( 2222 22-=??-+=??-+NE CN CE NE CN , 又∵∠CNE ∈(0, 2 π) ∴异面直线AM 及CN 所成角的余弦值为3 2. 注:1、本题的平移点是N ,按定义作出了异面直线中一条的平行线,然后先在△CEN 外计算CE 、CN 、EN 长,再回到△CEN 中求角。 2、作出的角可能是异面直线所成的角,也可能是它的邻补角,在直观图中无法判定,只有通过解三角形后,根据这个角的余弦的正、负值来判定这个角是锐角(也就是异面直线所成的角)或钝角(异面直线所成的角的邻补角)。最后作答时,这个角的余弦值必须为正。

52. .如图所示,在空间四边形ABCD 中,点E 、F 分别是BC 、AD 上的点,已知AB=4,CD=20,EF=7, 3 1 ==EC BE FD AF 。求异面直线AB 及CD 所成的角。 解析:在BD 上取一点G ,使得3 1 =GD BG ,连结EG 、FG 在ΔBCD 中,GD BG EC BE = ,故EG//CD ,并且4 1==BC BE CD EG , 所以,EG=5;类似地,可证FG//AB ,且 4 3 ==AD DF AB FG , 故FG=3,在ΔEFG 中,利用余弦定理可得 cos ∠ FGE= 2 1 5327532222222- =??-+=??-+GF EG EF GF EG ,故∠FGE=120°。 另一方面,由前所得EG//CD ,FG//AB ,所以EG 及FG 所成的锐角等于AB 及CD 所成的角,于是AB 及CD 所成的角等于60°。 53. 在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AA 1=c ,AB=a ,AD=b ,且a >b .求AC 1及BD 所成的角的余弦. A B C D E F G E D 1 C 1 B 1 A 1 A B D C O

近五年高考数学(理科)立体几何题目汇总

高考真题集锦(立体几何部分) 1.(2016.理1)如图是由圆柱和圆锥组合而成的几何体的三视图,则该几何体的表面积是( ) A 20π B24π C28π D.32π 2. βα,是两个平面,m,n 是两条直线,有下列四个命题: (1)如果m ⊥n,m ⊥α,n ∥β,那么βα⊥; (2)如果m ⊥α,n ∥α,那么m ⊥n. (3)如果αβα?m ,∥那么m ∥β。 (4)如果m ∥n,βα∥,那么m 与α所成的角和n 与β所成的角相等。 其中正确的命题有___________ 3.(2016年理1)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互相垂直的半径.若该几何体的体积是π328,则它的表面积是 A 17π B.18π C.20π D.28π 4.平面α过正方体1111D C B A ABCD -的顶点A ,α//平面11D CB ,?α平面ABCD =m , ?α平面11A ABB =n,则m,n 所成角的正弦值为( ) A.23 B.22 C.33 D.3 1 5.(2016年理1)如图,在以A,B,C,D,E,F 为顶点的五面体中,面ABEF 为正方形,AF=2FD ,∠AFD=90°,且二面角D-AF-E 与二面角C-BE-F 都是60° .(12分) (Ⅰ)证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (Ⅱ)求二面角E-BC-A 的余弦值.

6. (2015年理1)圆柱被一个平面截取一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体,该几何体三视图的正视图和俯视图如图所示,若该几何体的表面积是16+20π,则r=( ) A.1 B.2 C.7 D.8 7.如图,四边形ABCD 为菱形,∠ABC=120°,E,F 是平面ABCD 同一侧的亮点,BE ⊥平面ABCD,DF ⊥平面ABCD,BE=2DF,AE ⊥EC. (1) 证明:平面AEC ⊥平面AFC; (2) 求直线AE 与直线CF 所成角的余弦值。 8.一个正方体被一个平面截去一部分后,剩余部分的三视图如下图,则截取部分体积和剩余 部分体积的比值为() 9.如图,长方体1111D C B A ABCD -中,AB = 16,BC = 10,AA1 = 8,点E ,F 分别在1111C D B A , 上,411==F D E A ,过点E,F 的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形。 (1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由); (2)求直线AF 与平面α所成的角的正弦值 10.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=45 ,EF 交BD 于点H.将△DEF 沿EF 折到△DEF 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

2017年高考立体几何大题(理科)

2017年高考立体几何大题(理科)1、(2017新课标Ⅰ理数)(12分) 如图,在四棱锥P-ABCD中,AB//CD,且90 ∠=∠=. BAP CDP (1)证明:平面PAB⊥平面PAD; (2)若PA=PD=AB=DC,90 ∠=,求二面角A-PB-C的余弦值. APD

2、(2017新课标Ⅱ理)(12分) 如图,四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂 直于底面ABCD ,o 1 ,90,2AB BC AD BAD ABC ==∠=∠= 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o 45,求二面角M AB D --的余弦值.

3、(2017新课标Ⅲ理数)(12分) 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.

4、(2017理)(本小题14分) 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.

(I)求证:M为PB的中点; (II)求二面角B-PD-A的大小; (III)求直线MC与平面BDP所成角的正弦值.

5、(2017理)如图,几何体是圆柱的一部分,它是由矩形ABCD (及其部)以AB 边所在直线为旋转轴旋转120?得到的,G 是DF 的中点. (Ⅰ)设P 是CE 上的一点,且AP BE ⊥,求CBP ∠的大小; (Ⅱ)当3AB =,2AD =,求二面角E AG C --的大小.

立体几何题经典例题

D E A F B C O O 1 M D C A S 15.如图,在正三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,已知AB =1,D 在棱BB 1上,且BD =1,则AD 与平面 AA 1C 1C 所成角的正弦值为 . 6.已知正三棱柱111C B A ABC -的棱长为2,底面边长为1,M 是BC 的中点. (1)在直线1CC 上求一点N ,使1AB MN ⊥; (2)当1AB MN ⊥时,求点1A 到平面AMN 的距离. (3)求出1AB 与侧面11A ACC 所成的角θ的正弦值. 7. 如图所示,AF 、DE 分别是1O O ⊙、 ⊙的直径.AD 与两圆所在的平面均垂直,8=AD .BC 是O ⊙的直径,AD OE AC AB //,6==. (1)求二面角F AD B --的大小; (2)求直线BD 与EF 所成角的余弦值. 8.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(<

18.(本小题满分12分) 已知矩形ABCD 与正三角形AED 所在的平面 互相垂直, M 、N 分别为棱BE 、AD 的中点, 1=AB ,2=AD , (1)证明:直线//AM 平面NEC ; (2)求二面角D CE N --的大小. 19.(本小题满分12分) 如图,在四棱锥ABCD P -中,底面ABCD 是直角梯形, 2 π = ∠=∠ABC DAB ,且22===AD BC AB , 侧面 ⊥PAB 底面ABCD ,PAB ?是等边三角形. (1)求证:PC BD ⊥; (2)求二面角D PC B --的大小. 15、(北京市东城区2008年高三综合练习一)如图,在直三 棱柱ABC —A 1B 1C 1中,∠BAC =90°,AB =BB 1,直线B 1C 与平面ABC 成30°角. (I )求证:平面B 1AC ⊥平面ABB 1A 1; (II )求直线A 1C 与平面B 1AC 所成角的正弦值; (III )求二面角B —B 1C —A 的大小. 52、(河南省濮阳市2008年高三摸底考试)如图,在多面体ABCDE 中,AE ⊥面ABC ,BD ∥AE ,且AC =AB =BC =BD =2,AE =1,F 为CD 中点. (1)求证:EF ⊥面BCD ; (2)求面CDE 与面ABDE 所成的二面角的余弦值. A B C D M N 第18题图

立体几何大题练习题答案

立体几何大题专练 1、如图,已知PA ⊥矩形ABCD 所在平面,M 、N 分别为AB 、PC 的中点; (1)求证:MN//平面PAD (2)若∠PDA=45°,求证:MN ⊥平面PCD 2(本小题满分12分) 如图,在三棱锥P ABC -中,,E F 分别为,AC BC 的中点. (1)求证://EF 平面PAB ; (2)若平面PAC ⊥平面ABC ,且PA PC =,90ABC ∠=?, 求证:平面PEF ⊥平面PBC . P A C E B F

(1)证明:连结EF , E 、F 分别为AC 、BC 的中点, //EF AB ∴. ……………………2分 又?EF 平面PAB ,?AB 平面PAB , ∴ EF ∥平面P AB . ……………………5分 (2)PA PC = ,E 为AC 的中点, PE AC ∴⊥ ……………………6分 又 平面PAC ⊥平面ABC PE ∴⊥面ABC ……………………8分 PE BC ∴⊥……………………9分 又因为F 为BC 的中点, //EF AB ∴ 090,BC EF ABC ⊥∠=∴ ……………………10分 EF PE E = BC ∴⊥面PEF ……………………11分 又BC ? 面PBC ∴面PBC ⊥面PEF ……………………12分 3. 如图,在直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AC=BC ,点D 是AB 的中点。 (1)求证:BC 1//平面CA 1D ; (2)求证:平面CA 1D⊥平面AA 1B 1B 。 4.已知矩形ABCD 所在平面外一点P ,PA ⊥平面ABCD ,E 、F 分别是 AB 、PC 的中点. (1) 求证:EF ∥平面PAD ; (2) 求证:EF ⊥CD ; (3) 若∠PDA =45°,求EF 与平面ABCD 所成的角的大小.

最新-近三年高考理科立体几何高考题汇编

2015-2017高考立体几何题汇编 2017(三)16.a ,b 为空间中两条互相垂直的直线,等腰直角三角形ABC 的直角边AC 所在直线与a ,b 都垂直,斜边AB 以直线AC 为旋转轴旋转,有下列结论: ①当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成30°角;②当直线AB 与a 成60°角时,AB 与b 成60°角; ③直线AB 与a 所成角的最小值为45°;④直线AB 与a 所成角的最小值为60°; 其中正确的是________。(填写所有正确结论的编号) 2017(三)19.(12分)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. 2017(二)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后所得,则该几何体的体积为 A .90π B .63π C .42π D .36π 2017(二)10.已知直三棱柱111ABC A B C -中,120ABC ∠=?,2AB =, 11BC CC ==,则异面直线1AB 与1BC 所成角的余弦值为 A B C D

2017(二)19.(12分)如图,四棱锥P -ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD , o 1 ,90,2 AB BC AD BAD ABC == ∠=∠= 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o 45,求二面角M AB D --的余弦值. 2017(一)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 2017(一)18.(12分) 如图,在四棱锥P?ABCD 中,AB//CD ,且90BAP CDP ∠=∠=. (1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,90APD ∠=,求二面角A ?PB ?C 的余弦值. 2017(天津)(17)(本小题满分13分) 如图,在三棱锥P -ABC 中,PA ⊥底面ABC ,90BAC ∠=?.点D ,E ,N 分别为棱PA ,P C ,BC 的中点,M 是线段AD 的中点,PA =AC =4,AB =2. (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 2016(二)(19)(本小题满分12分) 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 =,EF 交BD 于点H .将△DEF 沿EF 折到△ 的位置, .

2018年高考立体几何大题练习

1.(14分)如图,在底面是正方形的四棱锥P ABCD -中,PA ⊥面ABCD ,BD 交AC 于点,E F 是PC 中点,G 为AC 上一点。 (Ⅰ)求证:BD ⊥FG ; (Ⅱ)确定点G 在线段AC 上的位置,使FG //平面PBD ,并说明理由; (Ⅲ)当二面角B PC D --的大小为23 π时,求PC 与底面ABCD 所成 角的正切值。 2.(本小题满分14分) 如图,三棱柱111ABC A B C -中,侧面11AA C C ⊥底面ABC ,112,AA AC AC AB BC ====, 且AB BC ⊥,O 为AC 中点. (Ⅰ)证明:1A O ⊥平面ABC ; (Ⅱ)求直线1A C 与平面1A AB 所成角的正弦值; (Ⅲ)在1BC 上是否存在一点E ,使得//OE 平面1A AB ,若不存在,说明理由;若存在, 确定点E 的位置. 1 A B C O A 1 B 1

3.如图1,在直角梯形ABCD 中,AD //BC ,D 2 π ∠BA = ,C 1AB =B =,D 2A =,E 是D A 的中点, O 是C A 与BE 的交点.将?ABE 沿BE 折起到1?A BE 的位置,如图2. (I )证明:CD ⊥平面1C A O ; (II )若平面1A BE ⊥平面CD B E ,求平面1C A B 与平面1CD A 夹角的余弦值. 4.(2016·兰州诊断)如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是等腰梯形,AB ∥ CD ,=21AB BC CD ==,,顶点1D 在底面ABCD 内的射影恰为点C (1)求证:1AD ⊥BC ; (2)若直线1DD 与直线AB 所成的角为3 π ,求平面11ABC D 与平面ABCD 所成角(锐角)的余弦值.

高考立体几何大题经典例题.

N M P C B A <一 >常用结论 1.证明直线与直线的平行的思考途径:(1转化为判定共面二直线无交点; (2转化为二直 线同与第三条直线平行; (3转化为线面平行; (4转化为线面垂直; (5转化为面面平行 . 2.证明直线与平面的平行的思考途径:(1转化为直线与平面无公共点; (2转化为线线平 行; (3转化为面面平行 . 3. 证明平面与平面平行的思考途径:(1 转化为判定二平面无公共点; (2 转化为线面平行; (3转化为线面垂直 . 4.证明直线与直线的垂直的思考途径:(1转化为相交垂直; (2转化为线面垂直; (3转 化为线与另一线的射影垂直; (4转化为线与形成射影的斜线垂直 . 5.证明直线与平面垂直的思考途径:(1转化为该直线与平面内任一直线垂直; (2转化为该直线

与平面内相交二直线垂直; (3转化为该直线与平面的一条垂线平行; (4转化为该直线垂直于另一个平行平面; (5转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直 . 6.证明平面与平面的垂直的思考途径:(1转化为判断二面角是直二面角; (2转化为线面垂直 . 3、如图,在正方体 1111ABCD A B C D -中, E 是 1AA 的中点, 求证: 1//AC 平面BDE 。 5、已知正方体 1111ABCD A B C D -, O 是底 ABCD 对角线的交点 . 求证:(1 C1O ∥面 11AB D ; (21 AC ⊥面 11AB D . 9、如图 P 是ABC ?所在平面外一点, , PA PB CB =⊥平面 PAB , M 是 PC 的中点, N 是 AB 上的点, 3AN NB = A D 1 C B D C D D B A C 1

立体几何典型例题精选(含答案)

F E D C B A 立体几何专题复习 热点一:直线与平面所成的角 例1.(2014,广二模理 18) 如图,在五面体ABCDEF 中,四边形ABCD 是边长为2的正方形, EF ∥平面ABCD , 1EF =,,90FB FC BFC ?=∠=,3AE =. (1)求证:AB ⊥平面BCF ; (2)求直线AE 与平面BDE 所成角的正切值. 变式1:(2013湖北8校联考)如左图,四边形ABCD 中,E 是BC 的中点,2,1,5,DB DC BC === 2.AB AD ==将左图沿直线BD 折起,使得二面角A BD C --为60,?如右图. (1)求证:AE ⊥平面;BDC (2)求直线AC 与平面ABD 所成角的余弦值. 变式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1-5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.

热点二:二面角 例2.[2014·广东卷] 如图1-4,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,∠DPC=30°,AF⊥PC于点F,FE∥CD,交PD于点E. (1)证明:CF⊥平面ADF;(2)求二面角D-AF-E的余弦值. 变式3:[2014·浙江卷] 如图1-5,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. 变式4:[2014·全国19] 如图1-1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.

近三年高考全国卷理科立体几何真题

新课标卷近三年高考题 1、(2016年全国I 高考)如图,在以A ,B ,C ,D ,E ,F 为顶点的五面体中,面 ABEF 为正方形,AF =2FD ,90AFD ∠=o ,且二面角D -AF -E 与二面角C -BE -F 都是60o . (I )证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (II )求二面角E -BC -A 的余弦值. 【解析】 ⑴ ∵ABEF 为正方形 ∴AF EF ⊥ ∵90AFD ∠=? ∴AF DF ⊥ ∵=DF EF F I ∴AF ⊥面EFDC AF ⊥面ABEF ∴平面ABEF ⊥平面EFDC ⑵ 由⑴知60DFE CEF ∠=∠=? ∵AB EF ∥ AB ?平面EFDC EF ?平面EFDC ∴AB ∥平面ABCD AB ?平面ABCD ∵面ABCD I 面EFDC CD = ∴AB CD ∥,∴CD EF ∥ ∴四边形EFDC 为等腰梯形 以E 为原点,如图建立坐标系,设FD a = ()020EB a =u u u r ,,,322a BC a ?? =- ? ???u u u r ,,,()200AB a =-u u u r ,, 设面BEC 法向量为()m x y z =u r ,,. 00m EB m BC ??=? ??=??u r u u u r u r u u u r ,即1111203 202a y a x ay z ?=????-?=?? 设面ABC 法向量为()222n x y z =r ,, =00n BC n AB ?????=??r u u u r r u u u r .即2222 320220a x ay ax ?-=???=? 222034x y z ===,

专题一立体几何经典练习题

2 专题一 立体几何 班级: _____ 姓名: _____ 学号: _____ 一、选择题(4 分×10=40 分) 1.直线 l , l 和 α , l // l , a 与 l 平行,则 a 与 l 的关系是 1 2 1 2 1 2 A .平行 B .相交 C .垂直 D .以上都可能 2.若线段 AB 的长等于它在平面内射影长的 3 倍,则这条斜线与平面所成角的余弦值为 A . 1 3 B . 2 2 2 2 C . D . 3 3 3.在正方体 ABCD-A 1B 1C 1D 1 中,B 1C 与平面 DD 1B 1B 所成的角的大小为 A .15 B . 30 C . 45 D . 60 4.有下列命题:①空间四点共面,则其中必有三点共线;②空间四点不共面,则其中 任何三点不共线;③空间四点中有三点共线,则此四点共面;④空间四点中任何三点 不共线,则此四点不共面.其中正确的命题是 A .②③ B .①②③ C .①③ D .②③④ 5.有一山坡,倾斜度为 300,若在斜坡平面上沿着一条与斜坡底线成 450 角的直线前进 1 公里,则升高了 A . 250 2 米 B . 250 3 米 C . 250 6 米 D . 500 米 6.已知三条直线 a , b , l 及平面 α , β ,则下列命题中正确的是 A . 若b ? α , a // b , 则a // α B .若 a ⊥ α , b ⊥ α ,则 a // b C . 若 a ? α ,α β = b ,则 a // b D .若 a ? α , b ? α , l ⊥ a , l ⊥ b , 则 l ⊥ α 7.已知 P 是△EFG 所在平面外一点,且 PE=PG ,则点 P 在平面 EFG 内的射影一定在△EFG 的 A .∠FEG 的平分线上 B .边 EG 的垂直平分线上 C .边 EG 的中线上 D .边 EG 的高上 8.若一正四面体的体积是18 2 cm 3,则该四面体的棱长是 A . 6cm B . 6 3 cm C .12cm D . 3 3 cm 9.P 是△ABC 所在平面α 外一点,PA ,PB ,PC 与α 所成的角都相等,且 PA ⊥BC ,则 △ABC 是 A .等边三角形 B .直角三角形 C .等腰三角形 D .等腰直角三角形 3 10.如图,在多面体 ABCDEF 中,已知 ABCD 是边长为 3 的正方形,EF//AB ,EF= ,EF 2 与面 AC 的距离为 2,则该多面体的体积为 E F A .2 B .4 C . 2 2 D . 4 2 D C 二、填空题(4 分×4=16 分) A B 11.空间四边形 ABCD 中,AB=6,CD=8,E 、F 、G 分别是 BD ,AC ,BC 的中点,若异面直

精选高中立体几何证明方法及例题

由判定定理和性质定理构成一套完整的定理体系,在应用中:低一级位置关系判定高一级位置关系;高一级位置关系推出低一级位置关系,前者是判定定理,后者是性质定理。 1. 线线、线面、面面平行关系的转化: αβ αγβγ //,// ==???? a b a b 面面平行性质 ??? ? ? 面面平行性质 αγβγαβ //////?? ?? 2. 线线、线面、面面垂直关系的转化: a a OA a PO a PO a AO ?⊥?⊥⊥?⊥αα 在内射影则 面面垂直判定 线面垂直定义 l a l a ⊥??⊥? ??α α 面面垂直性质,推论2 αβ αββα⊥=?⊥?⊥??? ? ? b a a b a , αγβγαβ γ⊥⊥=?⊥? ?? ? ? a a 面面垂直定义 αβαβαβ =--?⊥? ?? l l ,且二面角成直二面角

面面∥面面平行判定2 线面垂直性质2a b a b //⊥?⊥??? α α a b a b ⊥ ⊥???? αα// a a ⊥⊥?? ?? αβα β // αβα β//a a ⊥⊥? ?? a 4. 应用以上“转化”的基本思路——“由求证想判定,由已知想性质。” 5. 唯一性结论: 1. 三类角的定义: (1)异面直线所成的角θ:0°<θ≤90 ° (2)直线与平面所成的角:0°≤θ≤90° (3)二面角:二面角的平面角θ,0°<θ≤180° 2. 三类角的求法:转化为平面角“一找、二作、三算” 即:(1)找出或作出有关的角;(2)证明其符合定义; (3)指出所求作的角; (4)计算大小。

理科立体几何高考题

立体几何高考题 1.在空间,下列命题正确的是 (A )平行直线的平行投影重合(B )平行于同一直线的两个平面平行 (C )垂直于同一平面的两个平面平行(D )垂直于同一平面的两条直线平行 2.正方体ABCD-1111A B C D 中,B 1B 与平面AC 1D 所成角的余弦值为 (A ) (B (C )2 3 (D 3.右图是一个几何体的三视图,根据图中数据,可得该几何体的表面积是( ) A .9π B .10π C .11πD .12π 4.已知正四棱锥S ABCD - 中,SA =,那么当该棱锥的体积最大时,它的高为 (A )1 (B (C )2 (D )3 5.已知正四棱锥S ABCD -的侧棱长与底面边长都相等,E 是SB 的中点,则AE SD ,所成的角的余弦值为( ) A . 13 B . 3 C . 3 D . 23 6.与正方体1111ABCD A B C D -的三条棱AB 、1CC 、11A D 所在直线的距离相等的点 (A )有且只有1个 (B )有且只有2个 (C )有且只有3个 (D )有无数个 7.已知在半径为2的球面上有A 、B 、C 、D 四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD 的体积的最大值为 (A) 3 (B)3 (C) 3 8.已知三棱柱111ABC A B C -的侧棱与底面边长都相等,1A 在底面ABC 内的射影为ABC △的中心,则 1AB 与底面ABC 所成角的正弦值等于( c ) A . 13 B C D . 23 9.已知球的半径为2,相互垂直的两个平面分别截球面得两个圆.若两圆的公共弦长为2,则两圆的圆心距等于( ) A .1 B .2 C .3 D .2 俯视图 正(主)视图 侧(左)视图

2014高考理科立体几何大题练习

2014高考理科立体几何大题练习

1.如图1,在Rt ABC ?中,90C ∠=?,36BC AC ==,.D 、E 分别是AC AB 、上的点,且//DE BC ,将ADE ?沿DE 折起到1 A DE ?的位置,使1A D CD ⊥,如图2. (Ⅰ)求证: BC ⊥平面1A DC ; (Ⅱ)若2CD =,求BE 与平面1A BC 所成角的正弦值; (Ⅲ) 当D 点在何处时,1 A B 的长度最小,并求出最小值. 2.如图,四棱锥ABCD P -中,底面 ABCD 为正方形,PD PA =,⊥PA 平面PDC , E 为棱PD 的中点. (Ⅰ)求证:PB // 平面EAC ; (Ⅱ)求证:平面PAD ⊥平面ABCD ; (Ⅲ)求二面角B AC E --的余弦值. A B C D E 图图 A B C D E

E C 1 B 1A 1C B A 4. 如图,在直三棱柱111ABC A B C -中,90BAC ∠=?,1 2,AB AC AA ===E 是BC 中点. (I )求证:1//A B 平面1 AEC ; (II )若棱1AA 上存在一点M ,满足11 B M C E ⊥,求AM 的长; (Ⅲ)求平面1AEC 与平面11ABB A 所成锐二面角的余弦值.

E D A B C P 5.如图,在三棱锥P-ABC 中,PA=PB=AB=2, 3BC =,90=∠ABC °,平面PAB ⊥平面ABC ,D 、E 分别为AB 、AC 中点. (Ⅰ)求证:DE‖平面PBC ; (Ⅱ)求证:AB ⊥PE ; (Ⅲ)求二面角A-PB-E 的大小. 6..如图,四棱锥S -ABCD 的底面是正方形,SD ⊥平面

立体几何经典题型汇总

1.平面 平面的基本性质:掌握三个公理及推论,会说明共点、共线、共面问题。 (1).证明点共线的问题,一般转化为证明这些点是某两个平面的公共点(依据:由点在线上,线在面内 ,推出点在面内), 这样可根据公理2证明这些点都在这两个平面的公共直线上。 (2).证明共点问题,一般是先证明两条直线交于一点,再证明这点在第三条直线上,而这一点是两个平面的公共点,这第三条直线是这两个平面的交线。 (3).证共面问题一般先根据一部分条件确定一个平面,然后再证明其余的也在这个平面内,或者用同一法证明两平面重合 2. 空间直线. (1). 空间直线位置关系三种:相交、平行、异面. 相交直线:共面有且仅有一个公共点;平行直线:共面没有公共点;异面直线:不同在任一平面内,无公共点 [注]:①两条异面直线在同一平面内射影一定是相交的两条直线.(×)(也可能两条直线平行,也可能是点和直线等) ②直线在平面外,指的位置关系是平行或相交 ③若直线a 、b 异面,a 平行于平面α,b 与α的关系是相交、平行、在平面α内. ④两条平行线在同一平面内的射影图形是一条直线或两条平行线或两点. ⑤在平面内射影是直线的图形一定是直线.(×)(射影不一定只有直线,也可以是其他图形) ⑥在同一平面内的射影长相等,则斜线长相等.(×)(并非是从平面外一点.. 向这个平面所引的垂线段和斜线段) ⑦b a ,是夹在两平行平面间的线段,若b a =,则b a ,的位置关系为相交或平行或异面. ⑧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) (2). 平行公理:平行于同一条直线的两条直线互相平行. 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(如右图). (直线与直线所成角]90,0[??∈θ) (向量与向量所成角])180,0[ ∈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. (3). 两异面直线的距离:公垂线段的长度. 空间两条直线垂直的情况:相交(共面)垂直和异面垂直. [注]:21,l l 是异面直线,则过21,l l 外一点P ,过点P 且与21,l l 都平行平面有一个或没有,但与21,l l 距离相等的点在同一平面内. (1L 或2L 在这个做出的平面内不能叫1L 与2L 平行的平面)

历年全国理科数学高考试题立体几何部分精选(含答案)

1.在一个几何体的三视图中,正视图和俯视图如 右图所示,则相应的俯视图可以为 2.已知矩形ABCD的顶点都在半径为4的球O的球面上,且6,23 ==,则棱锥 AB BC -的体积为。 O ABCD 3.如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为平行四 边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底面ABCD. (Ⅰ)证明:PA⊥BD; (Ⅱ)若PD=AD,求二面角A-PB-C的余弦值。

2.83 3. 解:(Ⅰ)因为60,2DAB AB AD ∠=?=, 由余弦定理得3BD AD = 从而BD 2+AD 2= AB 2,故BD ⊥AD 又PD ⊥底面ABCD ,可得BD ⊥PD 所以BD ⊥平面PAD. 故 PA ⊥BD (Ⅱ)如图,以D 为坐标原点,AD 的长为单位长,射线DA 为x 轴的正半轴建立空间直角坐标系D-xyz ,则 ()1,0,0A ,()03,0B ,,() 1,3,0C -,()0,0,1P 。 (1,3,0),(0,3,1),(1,0,0)AB PB BC =-=-=- 设平面PAB 的法向量为n=(x ,y ,z ),则0, 0,{ n AB n PB ?=?= 即 3030 x y y z -+=-= 因此可取n=(3,1,3) 设平面PBC 的法向量为m ,则 m 0, m 0, { PB BC ?=?= 可取m=(0,-1,3-) 27 cos ,727 m n = =- 故二面角A-PB-C 的余弦值为 27 7 -

1. 正方体ABCD-1111A B C D 中,B 1B 与平面AC 1D 所成角的余弦值为 A 23 B 33 C 2 3 D 63 2. 已知圆O 的半径为1,PA 、PB 为该圆的两条切线,A 、B 为俩切点,那么PA PB ?的最小值为 (A) 42-+ (B)32-+ (C) 422-+ (D)322-+ 3. 已知在半径为2的球面上有A 、B 、C 、D 四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD 的体积的最大值为 (A) 23 (B)43 (C) 23 (D) 83 4. 如图,四棱锥S-ABCD 中,SD ⊥底面ABCD ,AB ⊥⊥(Ⅰ)证明:SE=2EB ; (Ⅱ)求二面角A-DE-C 的大小 .

高考立体几何大题20题汇总

(2012省)(本小题满分12分) 如图,在梯形ABCD 中,AB ∥CD ,E ,F 是线段AB 上的两点,且DE ⊥AB ,CF ⊥AB ,AB=12,AD=5,BC=42,DE=4.现将△ADE ,△CFB 分别沿DE ,CF 折起,使A ,B 两点重合与点G ,得到多面体CDEFG. (1) 求证:平面DEG ⊥平面CFG ; (2)求多面体CDEFG 的体积。 2012,(19) (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,求证:DM ∥平面BEC . 201220.(本题满分15分)如图,在侧棱锥垂直底面 的四棱锥1111ABCD A B C D -中,,AD BC //AD 11,2,2,4,2,AB AB AD BC AA E DD ⊥====是的中点,F 是平面11B C E 与直线1AA 的交点。 (Ⅰ)证明:(i) 11;EF A D //ii ()111;BA B C EF ⊥平面 (Ⅱ)求1BC 与平面11B C EF 所成的角的正弦值。 (2010)18、(本小题满分12分)已知正方体''''ABCD A B C D -中,点M 是棱'AA 的中点,点O 是对角线'BD 的中点, (Ⅰ)求证:OM 为异面直线'AA 与'BD 的公垂线; (Ⅱ)求二面角''M BC B --的大小; (第20题图) F E C 1 B 1 D 1A 1 A D B C

2010文(19)(本小题满分12分) 如图,棱柱111ABC A B C -的侧面11BCC B 是菱形,11B C A B ⊥ (Ⅰ)证明:平面11A B C ⊥平面11A BC ; (Ⅱ)设D 是11A C 上的点,且1//AB 平面1B CD ,求11:A D DC 的值。 2012(18)(本小题满分12分) 如图,直三棱柱/ / / ABC A B C -,90BAC ∠=, 2,AB AC ==AA ′=1,点M ,N 分别为/A B 和//B C 的 中点。 (Ⅰ)证明:MN ∥平面/ / A ACC ; (Ⅱ)求三棱锥/ A MNC -的体积。 (椎体体积公式V= 1 3 Sh,其中S 为地面面积,h 为高) 2012,(16)(本小题共14分) 如图1,在Rt ABC ?中,90C ∠=?,D ,E 分别为 AC ,AB 的中点,点F 为线段CD 上的一点,将ADE ? 沿DE 折起到1A DE ?的位置,使1A F CD ⊥,如图2. D F D E B C A 1 F E C B A

数学竞赛之立体几何专题精讲(例题+练习)

数学竞赛中的立体几何问题 立体几何作为高中数学的重要组成部分之一,当然也是每年的全国联赛的必然考查内容.解法灵活而备受人们的青睐,竞赛数学当中的立几题往往会以中等难度试题的形式出现在一试中,考查的内容常会涉及角、距离、体积等计算.解决这些问题常会用到转化、分割与补形等重要的数学思想方法. 一、求角度 这类题常以多面体或旋转体为依托,考查立体几何中的异面直线所成角、直线与平面所成角或二面角的大小 解决这类题的关键是 ,根据已知条件准确地找出或作出要求的角. 立体几何中的角包括异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角三种.其中两条异面直线所成的角通过作两条异面直线的平行线找到表示异面直线所成角的相交直线所成的角,再构造一个包含该角的三角形,解三角形即可以完成;直线和平面所成的角则要首先找到直线在平面内的射影,一般来讲也可以通过解直角三角形的办法得到,其角度范围是[]0,90??;二面角在求解的过程当中一般要先找到二面角的平面角,三种方法:①作棱的垂面和两个半平面相交;②过棱上任意一点分别于两个半平面内引棱的垂线;③根据三垂线定理或逆定理.另外还可以根据面积射影定理cos S S θ'=?得到.式中S '表示射影多边形的面积,S 表示原多边形的面积,θ即为所求二面角. 例1 直线OA 和平面α斜交于一点O ,OB 是OA 在α内的射影,OC 是平面α内过O 点的任一直线,设,,.AOC AOB BOC αβγ∠=∠=∠=,求证:cos cos cos αβγ=?. 分析:如图,设射线OA 任意一点A ,过A 作 AB α⊥于点B ,又作BC OC ⊥于点C ,连 接AC .有: cos ,cos ,cos ;OC OB OC OA OA OB αβγ=== 所以,cos cos cos αβγ=?. 评注:①上述结论经常会结合以下课本例题一起使用.过平面内一个角的顶点作平面的一条斜线,如果斜线和角的两边所成的角相等,那么这条斜线在平面内的射影一定会落在这个角的角平分线上.利用全等三角形即可证明结论成立. ②从上述等式的三项可以看出cos α值最小,于是可得结论:平面的一条斜线和平面内经过斜足的所有直线所成的角中,斜线与它的射影所成的角最小. 例、(1997年全国联赛一试)如图,正四面体ABCD 中,E 在棱AB 上, α O C B A E A

近年高考理科立体几何大题总汇编

近几年高考理科立体几何大题汇编 1.(2018年III卷)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. 2、[2014·新课标全国卷Ⅱ] 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.

3.(2017?新课标Ⅰ卷)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. 4.(菱形建系)[2014·新课标全国卷Ⅰ] 如图

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.

5.(菱形建系)【2015高考新课标1】如图,四边形ABCD为菱形,∠ ABC=120°, E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC. (Ⅰ)证明:平面AEC⊥平面 AFC; (Ⅱ)求直线AE与直线CF所成角的余弦值. AD BC的中点,以6.(翻折)(2018年I卷)如图,四边形ABCD为正方形,,E F分别为, 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.

高中立体几何证明方法及例题

1. 空间角与空间距离 在高考的立体几何试题中,求角与距离是必考查的问题,其中最主要的是求线线角、线面角、面面角、点到面的距离,求角或距离的步骤是“一作、二证、三算”,即在添置必要的辅助线或辅助面后,通过推理论证某个角或线段就是所求空间角或空间距离的相关量,最后再计算。 2. 立体几体的探索性问题 立体几何的探索性问题在近年高考命题中经常出现,这种题型有利于考查学生归纳、判断等方面的能力,也有利于创新意识的培养。近几年立体几何探索题考查的类型主要有:(1)探索条件,即探索能使结论成立的条件是什么?(2)探索结论,即在给定的条件下命题的结论是什么。 对命题条件的探索常采用以下三种方法:(1)先观察,尝试给出条件再证明;(2)先通过命题成立的必要条件探索出命题成立的条件,再证明充分性;(3)把几何问题转化为代数问题,探索出命题成立的条件。 对命题结论的探索,常从条件出发,再根据所学知识,探索出要求的结论是什么,另外还有探索结论是否存在,常假设结论存在,再寻找与条件相容还是矛盾。 (一)平行与垂直关系的论证 由判定定理和性质定理构成一套完整的定理体系,在应用中:低一级位置关系判定高一级位置关系;高一级位置关系推出低一级位置关系,前者是判定定理,后者是性质定理。 1. 线线、线面、面面平行关系的转化: ?a c //) αβ αγβγ //,// ==???? a b a b 面面平行性质 线面平行性质 a a b a b ////αβαβ?=???? ? ? 面面平行性质1 αβαβ ////a a ??? ? ? 面面平行性质 αγβγαβ //////?? ?? 2. 线线、线面、面面垂直关系的转化:

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