(完整)立体几何(文科)

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高三文科数学(立体几何).

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3.三视图和实物之间的关系还原, 由于在三视图较为复杂,所以还原时 容易出错.若相邻两物体表面相交, 表面的交线在三视图中可见时用实线 画出,否则用虚线表示.
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类型二 与直观图有关的计算问题
要熟悉运用斜二测画法画水平放置 的直观图的基本规则,注意直观图中 的线段、角、面积与原图中的对应 线段、角、面积的关系,如:
类型一 “长对正,高平齐,宽相等”规则的应用
1.画几何体的三视图的要求是: 正视图与俯视图长对正; 正视图与侧视图高平齐; 侧视图与俯视图宽相等.
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2.三视图的安排规则是: 正视图与侧视图分别在左、右两边, 俯视图画在正视图
图的面积 S 与原平面图形的面积S之间 的关系是 S 2 S.
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1、空间几何体的结构
(1)多面体的定义
(2)棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台、 球的结构特征
(3)正多面体的结构特征
2、三视图和直观图
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专题4:立体几何(文科)

专题4:立体几何(文科)

专题四:立体几何 【一、基础知识归类:】1、三视图画法规则:高平齐:主视图与左视图的高要保持平齐 长对正:主视图与俯视图的长应对正 宽相等:俯视图与左视图的宽度应相等2、空间几何体三视图:正视图(从前向后的正投影);侧视图(从左向右的正投影); 俯视图(从上向下正投影). 3、空间几何体的直观图——斜二测画法特点:①斜二测坐标系的y 轴与x 轴正方向成 45角; ②原来与x 轴平行的线段仍然与x 平行,长度不变; ③原来与y 轴平行的线段仍然与y 平行,长度为原来的一半. 常用结论:平面图形面积与其斜二侧直观图面积之比为22:1. 4、特殊几何体表面积公式(c 为底面周长,h 为高,'h 为斜高,l 为母线):ch S =直棱柱侧面积 rh S π2=圆柱侧 '21ch S =正棱锥侧面积 rl S π=圆锥侧面积 ')(2121h c c S +=正棱台侧面积 l R r S π)(+=圆台侧面积 ()l r r S +=π2圆柱表 ()l r r S +=π圆锥表()22R Rl rl r S +++=π圆台表 S 球面=24R π5、柱体、锥体、台体和球的体积公式:V Sh =柱 2V Sh r h π==圆柱 13V S h =锥 h r V 231π=圆锥'1()3V S S h =台'2211()()33V S S h r rR R h π=++=++圆台V 球=343R π 6、空间线面的位置关系①直线与直线:相交、平行、异面(不同在任何一个平面内的两条直线); ②直线与平面:属于a ⊂α、相交a∩α=A 、平行a ∥α;③ 平面与平面:平行—没有公共点:α∥β、相交—有一条公共直线:α∩β=b . 7、垂直和平行证明问题的解决方法须熟练掌握两类相互转化关系: ① 平行转化 ② 垂直转化同时注意结合运用中位线定理、勾股定理、等腰(等边)三角形“三线合一”; 平行四边形两组对边分别平行且相等,对角线互相平分;菱形对边平行且四边相等,对角线互相垂直平分并平分对角; 矩形对边平行且相等,四个角为直角,以及对角线互相平分且相等;正方形对边平行且四边相等,四个角为直角,对角线互相垂直平分且相等并平分对角; 梯形上底和下底平行; 圆直径对应圆周角为直角、垂径定理、过切点的半径垂直于切线等. 8、立体几何中体积的求法:直接法、割补法、等积转化等方法. 等积转化在三棱锥求体积或求点到面的距离问题中经常运用.【二、专题练习:】一、选择题(本大题共12小题,每小题5分,总分60分)1.(2009天津重点学校二模) 如图,直三棱柱的主视图面积为2a 2,则左视图的面积为( )A .2a 2B .a 2C .23a D .243a2.(2009枣庄市二模)一个几何体的三视图如图所示, 则这个几何体的体积等于( ) A .361a B .321a C .332a D .365a 3.(2009青岛二模)下图为长方体木块堆成的几何体三视图,则组成此几何体的长方体木块块数共有( )A .3块B .4块C .5块D .6块4.(2009广东省恩城中学)半径为2cm 的半圆纸片做成圆锥放在桌面上,一阵风吹倒它,它的最高处距桌面( )A .4cmB .2cmC .cm 32D .cm 3aaa5.(2005全国卷Ⅰ)如图,在多面体ABCDEF 中,已知ABCD 是边长为1的正方形,且BCF ADE ∆∆、均为正三角形,EF ∥AB ,EF=2,则该多面体的体积为 ( ) A.32B .33 C .34 D .23 6.一个棱锥的三视图如图,则该棱锥的全面积(单位:2cm )为( ) A.48+ B.48+C.36+ D.36+7.(2009汕头一模)在空间中,有如下命题:①互相平行的两条直线在同一个平面内的射影必然是互相平行的两条直线; ②若平面α∥平面β,则平面α内任意一条直线m ∥平面β;③若平面α与平面β的交线为m ,平面α内的直线n ⊥直线m ,则直线n ⊥平面β; ④若平面α内的三点A, B, C 到平面β的距离相等,则α∥β. 其中正确命题的个数为( )个.A .0B .1C .2D .38.(2007宁夏理)已知某个几何体的三视图如下,根据图中标出的尺寸(单位:cm ),可得这个几何体的体积是( ) A .34000cm 3 B .38000cm 3C .32000cmD .34000cm 9.(2009泰安一模)一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的 体积等于( )A .4B .6C .8D .12正视图侧视图俯视图66663334410.设b a ,是两条直线,βα,是两个平面,则b a ⊥的一个充分条件是( ) A .βαβα⊥⊥,//,b a B .βαβα//,,⊥⊥b a C .βαβα//,,⊥⊂b a D .βαβα⊥⊂,//,b a11.(2009玉溪市民族中学第四次月考)若球O 的半径为1,点A 、B 、C 在球面上,它们任意两点的球面距离都等于,2π则过A 、B 、C 的小圆面积与球表面积之比为 ( ) A .121 B .81 C .61 D .4112.正六棱锥P -ABCDEF 中,G 为PB 的中点,则三棱锥D -GAC 与三棱锥P -GAC 体积之比为( )A .1:1B .1:2C .2:1D .3:2二、填空题(本大题共4小题,每小题4分,总分16分)13.如果一个水平放置的图形的斜二测直观图是一个底面为045,腰和上底均为1的等腰梯形,那么原平面图形的面积是 .14.在半径为13的球面上有A , B , C 三点,AB=6,BC=8,CA=10,则球心到平面ABC 的距离为 . 15.图2中实线围成的部分是长方体(图1)的平面展开图,其中四边形ABCD 是边长为1的正方形.若向虚线围成的矩形内任意抛掷一质点,它落在长方体的平面展开图内的概率是14,则此长方体的体积是 .16.如图,在长方形ABCD 中,2AB =,1BC =,E 为DC 的中点,F 为线段EC (端点除外)上一动点.现将AFD ∆沿AF 折起,使平面ABD ⊥平面ABC .在平面ABD 内过点D ,作DK AB ⊥,K 为垂足.设AK t =,则t 的取值范围是 .三、解答题(本大题共6小题,总分74分)17.右图为一简单组合体,其底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,//EC PD ,且2P D A D E C ===2.(1)答题卡指定的方框内已给出了该几何体的俯视图,请在方框内画出该几何体的正(主)视图和侧(左)视图;(2)求四棱锥B -CEPD 的体积; (3)求证://BE 平面PDA .18.如图,在三棱锥P ABC -中,⊿PAB 是等边三角形,∠P AC =∠PBC =90 º. (Ⅰ)证明:AB ⊥PC ;(Ⅱ)若4PC =,且平面PAC ⊥平面PBC ,求三棱锥P ABC -体积.PABCDEDABC俯视图19.如图,平面ABEF ⊥平面ABCD ,四边形ABEF 与ABCD 都是直角梯形,∠BAD =∠F AB =90°,BC =12AD ,BE =12F A ,G 、H 分别为F A 、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? (3)设AB =BE ,证明:平面ADE ⊥平面CDE .20.如图,已知三棱柱ABC -A 1B 1C 1的所有棱长都相等,且侧棱垂直于底面,由B 沿棱柱侧面经过棱CC 1到点A 1的最短路线长为CC 1的交点为D . (1)求三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积;(2)在平面A 1BD 内是否存在过点D 的直线与平面ABC 平行?证明你的判断;(3)证明:平面A 1BD ⊥平面A 1ABB 1.DC 1B 1A 1CBA21.(2009届广东省重点中学高三模拟)如图:已知四棱柱ABCD—A1B1C1D1的底面是正方形,O1.O分别是上.下底面的中心,A1O⊥平面ABCD.(1)求证:平面O1DC⊥平面ABCD;(2)若点E在棱AA1上,且AE=2EA1,问在棱BC上是否存在点F,使得EF⊥BC?若存在,求出其位置;若不存在,说明理由.22.(2007-2008汕头市金山中学)已知等腰梯形PDCB 中(如图1),PB=3,DC=1,PD=BC =2,A 为PB 边上一点,且P A=1,将△P AD 沿AD 折起,使面P AD ⊥面ABCD (如图2). (Ⅰ)证明:平面P AD ⊥PCD ;(Ⅱ)试在棱PB 上确定一点M ,使截面AMC 把几何体分成的两部分1:2: MACB PD CMA V V ; (Ⅲ)在M 满足(Ⅱ)的情况下,判断直线PD 是否平行面AMC .正视图侧视图俯视图【参考答案】一、选择题1—5:C D B D A6.答案:A 解析:棱锥的直观图如右,则有PO =4,OD =3,由勾股定理,得PD =5,AB =62,全面积为:21×6×6+2×21×6×5+21×62×4=48+122,故选A . 7—9:B B A10.答案:C 解析:由b β⊥,α∥β得b α⊥,又a α⊂,可知b a ⊥,故a b ⊥的一个充分条件是C . 11.答案 C12.【解析】选C .由于G 是PB 的中点,故P -GAC 的体积等于B -GAC 的体积 在底面正六边形ABCDER 中,BH =ABtan30°AB 而BD故DH =2BH 于是V D -GAC =2V B -GAC =2V P -GAC . 二、填空题13.恢复后的原图形为一直角梯形1(11)222S =+⨯=+ 14.答案:12解析:由ABC ∆的三边大小易知此三角形是直角三角形,所以过,,A B C 三点小圆的直径即为10,也即半径是5,设球心到小圆的距离是d ,则由222513d +=,可得12d =.15.【解析】向虚线围成的矩形内任意抛掷一质点,它落在长方体的平面展开图内的概率是14,设长方体的高为x ,则()()42122214x x x +=++,所以3x =,所以长方体的体积为3.16.【解析】此题的破解可采用二个极端位置法,即对于F 位于DC 的中点时,1t =,随着F 点到C 点时,因,,CB AB CB DK CB ⊥⊥∴⊥平面A D B ,即有CB BD ⊥,对于2,1,CD BC BD ==∴,又1,2AD AB ==,因此有AD BD ⊥,则有12t =,因此t 的取值范围是1,12⎛⎫⎪⎝⎭. 三、解答题17.解:(1)该组合体的主视图和侧视图如右图示:-----3分 (2)∵PD ⊥平面ABCD ,PD ⊂平面PDCE ∴平面PDCE ⊥平面ABCD∵BC CD ⊥ ∴BC ⊥平面PDCE ----------5分 ∵11()32322S PD EC DC =+⋅=⨯⨯=梯形PDCE --6分∴四棱锥B -CEPD 的体积1132233B CEPD PDCE V S BC -=⋅=⨯⨯=梯形.----8分 (3)证明:∵//EC PD ,PD ⊂平面PDA ,EC ⊄平面PDA∴EC//平面PDA ,------------------------------------10分 同理可得BC//平面PDA ----------------------------11分∵EC ⊂平面EBC,BC ⊂平面EBC 且ECBC C =∴平面BEC //平面PDA -----------------------------13分又∵BE ⊂平面EBC ∴BE//平面PDA------------------------------------------14分 18.解析:(Ⅰ)因为PAB ∆是等边三角形,90PAC PBC ∠=∠=︒, 所以Rt PBC Rt PAC ∆≅∆,可得AC BC =. 如图,取AB 中点D ,连结PD ,CD ,则PD AB ⊥,CD AB ⊥, 所以AB ⊥平面PDC , 所以AB PC ⊥.(Ⅱ)作BE PC ⊥,垂足为E ,连结AE . 因为Rt PBC Rt PAC ∆≅∆,所以AE PC ⊥,AE BE =.由已知,平面PAC ⊥平面PBC ,故90AEB ∠=︒.因为Rt AEB Rt PEB ∆≅∆,所以,,AEB PEB CEB ∆∆∆都是等腰直角三角形. 由已知4PC =,得2AE BE ==, AEB ∆的面积2S =. 因为PC ⊥平面AEB , 所以三角锥P ABC -的体积1833V S PC =⨯⨯=.19.证明:(1)由题设知,FG =GA ,FH =HD ,所以GH =12AD .又BC =12AD ,故GH =BC ,所以四边形BCHG 是平行四边形. (2)C 、D 、F 、E 四点共面.理由如下:由BE =12AF ,G 是F A 的中点知,BE =GF ,所以EF ∥BG ,由(1)知BG ∥CH ,所以EF ∥CH ,故EC 、FH 共面. 又点D 直线FH 上,所以C 、D 、F 、E 四点共面.(3)连结EG ,由AB =BE ,BE =AG ,及∠BAG =90°知ABEG 是正方形,O B 2DC 1B 1A 1CBA故BG ⊥EA .由题设知,F A 、AD 、AB 两两垂直,故AD ⊥平面F ABE , 因此EA 是ED 在平面F ABE 内的射影,∴BG ⊥ED . 又EC ∩EA =E ,所以BG ⊥平面ADE . 又BG ∥CH ,所以CH ⊥平面ADE故由CH ⊂平面CDFE ,得平面ADE ⊥平面CDE .20.解:(1)如图,将侧面BB 1C 1C 绕棱CC 1旋转120°使其与侧面AA 1C 1C 在同一平面上,点B 运动到点B 2的位置,连接A 1B 2,则A 1B 2就是由点B 沿棱柱侧面经过棱CC 1到点A 1的最短路线。

高中文科数学立体几何知识点(大题)

高中文科数学立体几何知识点(大题)

高考立体几何中直线、平面之间的位置关系知识点总结(文科)一.平行问题 (一) 线线平行:方法一:常用初中方法(1中位线定理;2平行四边形定理;3三角形中对应边成比例;4同位角、内错角、同旁内角) 方法二:1线面平行⇒线线平行m l m l l ////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂⊂βαβα方法三:2面面平行⇒线线平行m l m l ////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂=⋂βγαγβα方法四:3线面垂直 ⇒线线平行若αα⊥⊥m l ,,则m l //。

(二) 线面平行:方法一:4线线平行⇒线面平行ααα////l l m m l ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄⊂方法二:5面面平行⇒线面平行 αββα////l l ⇒⎭⎬⎫⊂ (三) 面面平行:6方法一:线线平行⇒面面平行βααβ//',','//'//⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊂⊂且相交且相交m l m l m m l l 方法二:7线面平行⇒面面平行βαβαα//,////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⊂A m l m l m l ,方法三:8线面垂直⇒面面平行 βαβα面面面面//⇒⎭⎬⎫⊥⊥l ll二.垂直问题:(一)线线垂直方法一:常用初中的方法(1勾股定理的逆定理;2三线合一 ;3直径所对的圆周角为直角;4菱形的对角线互相垂直。

) 方法二:9线面垂直⇒线线垂直 m l m l ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα (二)线面垂直:10方法一:线线垂直⇒线面垂直αα⊥⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊂=⋂⊥⊥l AB AC A AB AC AB l AC l , 方法二:11面面垂直⇒线面垂直αββαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊥=⋂⊥l l m l m ,(面) 面面垂直:方法一:12线面垂直⇒面面垂直 βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥l l 三、夹角问题:异面直线所成的角:(一) 范围:]90,0(︒︒(二)求法:方法一:定义法。

步骤1:平移,使它们相交,找到夹角。

步骤2:解三角形求出角。

(计算结果可能是其补角)线面角:直线PA 与平面α所成角为θ,如下图求法:就是放到三角形中解三角形四、距离问题:点到面的距离求法1、直接求,2、等体积法(换顶点)1、一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的体积为( )A .B .C .D .2、设 a b ,是两条不同的直线, αβ,是两个不同的平面,则( ) A .若a α∥,b α∥,则a b ∥ B .若a α∥,αβ∥,则αβ∥C.若a b ∥,a α⊥,则b α⊥ D .若a α∥,αβ⊥,则a β⊥3、如图是一个正方体被切掉部分后所得几何体的三视图,则该几何体的体积为 .4、某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .5B .163C .7D .1735、某空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为A .73B .83π-C .83D .73π- 6、一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图是7、某四棱锥的三视图如图所示,其俯视图为等腰直角三角形,则该四棱锥的体积为A.223B.43C.2D.48、某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为(A)23(B)43(C)2(D)831、(2017新课标Ⅰ文数)(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 ∠=,且四棱锥P-ABCD 的体积为83,求该四棱锥的侧面积.2、(2017新课标Ⅱ文)(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 ,1,90.2AB BC AD BAD ABC ==∠=∠=︒(1)证明:直线BC ∥平面PAD ;(2)若△PCD 的面积为27,求四棱锥P ABCD -的体积.3、(2017新课标Ⅲ文数)(12分)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.4、(2017北京文)(本小题14分)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.(Ⅰ)求证:PA⊥BD;(Ⅱ)求证:平面BDE⊥平面PAC;(Ⅲ)当PA∥平面BD E时,求三棱锥E–BCD的体积.5、(2017山东文)(本小题满分12分)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.A O∥平面B1CD1;(Ⅰ)证明:1(Ⅱ)设M是OD的中点,证明:平面A1EM 平面B1CD1.6、(2017江苏)(本小题满分14分)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.。

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高三文科数学第二轮复习资料—-《立体几何》专题一、空间基本元素:直线与平面之间位置关系的小结.如下图:二、练习题:1.l 1∥l 2,a ,b 与l 1,l 2都垂直,则a ,b 的关系是A .平行B .相交C .异面D .平行、相交、异面都有可能2.三棱柱ABC-A 1B 1C 1的体积为V,P 、Q 分别为AA 1、CC 1上的点,且满足AP=C 1Q,则四棱锥B —APQC 的体积是A .B .C .D .3.设、、为平面, 、、为直线,则的一个充分条件是A .B .C .D . 4.如图1,在棱长为的正方体中, P 、Q 是对角 线,若的体积为 A . B . C . D .不确定5.圆台的轴截面面积是Q ,母线与下底面成60°角,则圆台的内切球的表面积是AB QC QD Q6.在正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中,E 、F 、G 、H 分别为棱BC 、CC 1、C 1D 1、AA 1的中点,O 为AC 与BD的交点(如图),求证: (1)EG∥平面BB 1D 1D; (2)平面BDF∥平面B 1D 1H; (3)A 1O⊥平面BDF ; (4)平面BDF⊥平面AA 1C .7.如图,斜三棱柱ABC —A’B'C’中,底面是边长为a 的正三角形,侧棱长为 b,侧棱AA'与底面相邻两边AB 、AC 都成450角,求V 21V 31V 41V 32αβγm nlm β⊥,,l m l αβαβ⊥=⊥,,m αγαγβγ=⊥⊥,,m αγβγα⊥⊥⊥,,n n m αβα⊥⊥⊥a AB C D A B C D -1111A C 1aPQ =2P B D Q -a3336a3318a332412Q 232π23π此三棱柱的侧面积和体积.8.在三棱锥P —ABC 中,PC=16cm ,AB=18cm ,PA=PB=AC=BC=17cm ,求三棱锥的体积V P-ABC .9.如图6为某一几何体的展开图,其中是边长为6的正方形,SD=PD=6,CR=SC ,AQ=AP ,点S 、D 、A 、Q 及P 、D 、C 、R 共线。

第1讲 立体几何初步(文科答案版)

第1讲 立体几何初步(文科答案版)

当前形势立体几何在近五年北京卷(文)考查19-24分高考要求内容要求层次具体要求A B C柱、锥、台、球及其简单组合体√认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征,并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构.三视图,斜二测法画简单空间图形的直观图√能画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱等的简易组合)的三视图,能识别上述的三视图所表示的立体模型;通过观察用两种方法(平行投影与中心投影)画出的视图与直观图.北京高考解读2009年2010年(新课标)2011年(新课标)2012年(新课标)2013年(新课标)第4题5分第16题14分第5题5分第16题14分第5题5分第17题14分第7题5分第16题14分第8题5分第10题5分第17题14分新课标剖析满分晋级第1讲立体几何初步立体几何5级空间向量与立体几何立体几何6级立体几何初步立体几何7级立体几何之平行问题<体积的求法,本板块进行简单的回顾.1.下列说法正确的是( )A .有一个面是多边形,其余各面是三角形的多面体是棱锥B .有两个面互相平行,其余各面均为梯形的多面体是棱台C .有两个面互相平行,其余各面均为平行四边形的多面体是棱柱D .棱柱的两个底面互相平行,侧面均为平行四边形 【解析】 D2.将一个长方体沿从同一个顶点出发的三条棱截去一个棱锥,棱锥的体积与剩下的几何体的体积之比为( )A .1:2B .1:3C .1:4D .1:5暑期知识回顾空间几何体的基本元素:点、线、面.平面:无限延展、平滑且无厚度的面,通常用一个平行四边形表示.用αβγ ,,命名,或用大写字母表示:如平面ABCD 或平面AC . 多面体:由若干个平面多边形所围成的几何体,其中这些多边形称为多面体的面,相邻两个面的公共边叫棱,棱的公共点叫顶点,连结不在同一个面上的两个顶点的线段叫多面体的对角线.截面:一个几何体与一个平面相交所得到的平面图形(包括平面图形的内部). 棱柱的定义,相关概念、性质、分类、记法及特殊的四棱柱; S ch =直棱柱侧面积,Sh V =直棱柱,其中c 为直棱柱的底面周长,S 为底面积,h 为高; 棱锥的定义、相关概念、特征、记法和分类,以及正棱锥的性质;1122S nah ch ''==正棱锥侧,13V Sh =锥体,a 为底面边长,c 为底面周长,h '为斜高; 棱台的定义、相关概念、记法、以及正棱台的性质;(h 为高,h '为斜高) 11()()22S n a a h c c h =''''+=+正棱台侧,1()3V h S S '=台体.(S S ',为底面面积) 旋转体的基本概念:轴、高、底面、侧面、侧面的母线; 圆柱的定义,记法和性质,2πV r h =圆柱;r 为底面半径,h 为高; 圆锥的定义,记法和性质,21π3V r h =圆锥;r 为底面半径,h 为高; 圆台的定义,记法和性质,221π()3V h r rr r =''++圆台.r r ',为底面半径,h 为高;【解析】 D3.圆台的一个底面周长是另一个底面周长的3倍,母线长为3,侧面积为84π,则圆台较小底面的半径为( )A .7B .6C .5D .3 【解析】 A 4.两个平行于圆锥底面的平面将圆锥的高分成相等的三部分,则圆锥被分成的三部分的体积的比是( ) A .1:2:3 B .1:7:19 C .3:4:5 D .1:8:27 【解析】 B5.一个底面棱长为2的正四棱锥,连接两个相邻侧面的重心E 、F ,则线段EF 的长为_______.【解析】6.等体积的球和正方体,它们的表面积的大小关系是S 球___S 正方体.【解析】 <7.一个长方体的全面积是220cm ,所有棱长的和是24cm ,则长方体的对角线长为______. 【解析】 4.8.在半径为6的球的内部有一点,该点到球心的距离为4,过该点作球的截面,则截面面积的最小值是( )A .11πB .20πC .27πD .32π 【解析】 B考点1:多面体和旋转体的表面积及体积11.1空间几何体的表面积及体积知识点睛<教师备案>多面体的表面都可以都可以展开成平面图形,求多面体的表面积可转化为求平面图形的面积.多面体的体积的推导是用“祖暅原理”,充分体现了空间与平面相互转化的思想.本版块重点是表面积和体积公式的应用.三棱锥又称为四面体,它的每一个面都可当作底面来处理,此方法叫做等积法,求体积的时候要注意灵活选择底面.212R 表示球的半径.<教师备案>圆柱、圆锥和圆台的表面也可以展开成平面图形,重点仍然是表面积和体积公式的应用.提高班学案1【铺1】⑴已知六棱锥P ABCDEF-的底面是边长为2的正六边形,点P在底面的投影是正六边形的中心,且3PA=,则该四棱锥的表面积为_____________,体积为_________.⑵正棱锥的高增为原来的n倍,底面边长缩为原来的1n,那么体积()A.缩为原来的1nB.增为原来的n倍C.没有变化D.以上结论都不对【解析】⑴⑵A;【例1】⑴)A B C D.23⑵如图,点E、F分别在单位正方体1111ABCD A B C D-的1AA、1B C上,则三棱锥1D EDF-的体积为________.⑶已知三个球的半径1R、2R、3R满足12323R R R+=,则它们的表面积1S、2S、3S满足的等量关系是__________经典精讲FED1C1B1A1D CBA⑷已知平行四边形两邻边的长a 和b ,当它分别绕边a ,b 旋转一周时,所形成的几何体的体积之比为( )A .b aB .a bC .3b a ⎛⎫ ⎪⎝⎭ D .3a b ⎛⎫ ⎪⎝⎭【追问】三角形三条边长分别为a b c ,,,当它分别饶三边旋转一周时,所形成的几何体的体积之比为( )A .::a b cB .222::a b cC .333::a b cD .111::a b c【解析】 ⑴ B ;⑵ 16;⑶⑷ A【追问】D .考点2:几何体的表面积体积综合<教师备案>求几何体的表面积和体积,很多时候只需要知道简单的公式就行了,属于中、低档题,因此在高考中比较常见.提高班学案2【铺1】如图,一个底面半径为R 的圆柱形量杯中装有适量的水.若放入一个半径为r 的实心铁球,水面高度恰好升高r ,则Rr= .【解析】;【例2】 ⑴圆柱形容器内部盛有高度为8cm 的水,若放入三个相同的球(球的半径与圆柱的底面半径相同)后,水恰好淹没最上面的球(如图①所示),则球的半径是 cm .⑵如图②所示,一个正三棱柱形容器,高为2a ,内装水若干,将容器放倒,把一个侧面作为底面,如图③所示,这时水面恰好过棱1111AC BC AC B C ,,,的中点,则图②中水面的高度是_________.经典精讲C1B1A1CBABACB1C1A1图①图②图③【解析】⑴4;⑵32a;尖子班学案1【拓2】有一个圆锥形容器正放,它的高为h,圆锥内水面的高度为1h,113h h=,将圆锥倒置,求倒置的水面高度2h.【解析】2h=.目标班学案1【拓3】如图1所示,在直三棱柱形的筒里装着水,这个直三棱柱的展开图如图2所示:现在,如图1所示,将直三棱柱的A面作为底面,放在水平的桌面上,水面高度是2cm;若将直三棱柱的B面作为底面,放在水平的桌面上,则水面高为厘米.【解析】32;【备选】如图1,一个正四棱柱形的密闭容器底部镶嵌了同底的正四棱锥形实心装饰块,容器内盛有V升水时,水面恰好经过正四棱锥的顶点P.如果将容器倒置,水面也恰好过点P(图2).有下列四个命题:A.正四棱锥的高等于正四棱柱高的一半B.将容器侧面水平放置时,水面也恰好过点PC.任意摆放该容器,当水面静止时,水面都恰好经过点PD.若往容器内再注入V升水,则容器恰好能装满其中真命题的代号是: (写出所有真命题的代号).PP图2图1【解析】 B 、D ;1.简单组合体:由柱体、锥体、台体和球体等简单几何体组合而成的几何体.2.简单组合体构成的基本形式:由简单几何体拼接而成;由简单几何体截去或挖去一部分而成.<教师备案>组合体是空间几何体的难点,特别是球体与其它几何体的组合,首先要了解它是由哪些基本几何体构成,明确切点(内切)或接点(外接)的位置,确定有关元素间的数量关系,然后通过相关截面分析和解决问题.对于球与旋转体的组合,一般作轴截面的图进行分析;对于球体与多面体的组合,通过多面体的一条侧棱和球心,或切点(接点)作截面图来分析,将立体几何问题转化为平面几何问题来解决.考点3:简单几何体的内切球与外接球【例3】 ⑴一个长方体的各顶点均在同一球面上,且一个顶点上的三条棱的长分别为123,,,则此球的表面积等于 .⑵正方体全面积为24,求它的外接球、内切球以及与它的各条棱都相切的球的表面积.⑶圆台的内切球半径为R ,且圆台的全面积和球的表面积之比为218,求圆台的上,下底面半径12r r ,(12r r <).【解析】 ⑴ 14π;⑵ 它的内切球的表面积为24π14π⋅=,外接球的表面积为24π12π=,与各棱相切的球的表面积为24π8π=.【点评】 正方体的外接球的球心与正方体的中心重合除了通过对称性考虑外,可以严格的推导,因为正方体的八个顶点都在球面上,故球心到这八个点的距离都相等,从而它必在过各个面的中心的垂线上,从而只能是正方体的中心.这对长方体的外接球也同样适用.同样可考虑正方体的内切球球心,它与正方体六个面的距离都相等.⑶ 12Rr =,22r R =.1.2组合体经典精讲尖子班学案2【拓2】,则其外接球的表面积是.【解析】9π;目标班学案2【拓3】一个六棱柱的底面是正六边形,其侧棱垂直底面.已知该六棱柱的顶点都在同一个球面上,且该六棱柱的体积为98,底面周长为3,那么这个球的体积为_________.【解析】43π;考点4:正四面体的内切球与外接球【例4】⑴如果正四面体ABCD的外接球的体积为,则四面体的体积为_______.⑵如果正四面体ABCD的内切球的体积为,则四面体的体积为_______.【追问】如果与正四面体的各条棱都相切的球的体积为,求四面体的体积.⑴83;⑵72;【追问】【探究】正四面体的内外切球与正四面体棱长的关系:当正四面体的棱长为a时,求它的内切球半径r与外接圆半径R.由正四面体的对称性知,内切球与外接球的球心重合,都为正四面体的中心,记为O.法一:如图3,将正四面体ABCD置于正方体中,正四面体的外接球即为正方体的外接球,正方体的体对角线为球的直径,2R==,故R=.正四面体的体积34π3R R=⇒=,33311432V⎫⎫=-⨯⨯⨯=⎪⎪⎪⎪⎝⎭⎝⎭,经典精讲图3DCBA从而正四面体的高h满足:2313h h =⇒=. 利用体积法直接求内切球的体积:将正四面体ABCD 分割成以球心O 为顶点,以正四面体的四个面为底面的四个相同的三棱锥,它们的底面与正四面体的底面相同,高为内切球的半径r,故14r h ==. 故外接球可以利用R r h +=知,34R h =.法二:如图1,1O 为底面BCD △的中心,1DO =,高1h AO ==,O 一定在1AO 上,∴AO DO R ==,1OO r h R R ==-=-, ∴在1Rt OO D △中,22211OD OO O D =+,即22213R R a ⎫=-+⎪⎪⎝⎭,解得R =,r =-=. 法三:如图2,1O 为底面BCD △的中心,则O 一定在1AO 上,AE 为球的大圆直径. 故AE ⊥1O D ,AD ⊥DE ,设AD a =,则123O D ==,故1AO =,1122O E R AO R =-=. 由平面射影定理知,2111O D AO O E =⋅,即223a R ⎛⎫⋅ ⎪ ⎪⎝⎭,解得R =,r =-=. 综上,我们知当正四面体ABCD 的棱长为a3,外接球半径为.考点5:空间几何体的直观图1.直观图:用来表示空间图形的平面图形,叫做空间图形的直观图. 2.画法:斜二测画法和正等测画法: ⑴斜二测画法规则:①在已知图形所在的空间中取水平平面,作相互垂直的轴Ox ,Oy ,再作Oz 轴,使90xOz ∠=︒,1.3空间几何体的直观图与三视图知识点睛图2图1O1O DC BA90yOz ∠=︒.(三维空间中)②画直观图时,把Ox ,Oy ,Oz 画成对应的轴O x O y O z '''''',,,使45x O y '''∠=︒或135︒,90x O z '''∠=︒,x O y '''所确定的平面表示水平平面.(二维平面上) ③已知图形中,平行于x 轴,y 轴或z 轴的线段,在直观图中分别画成平行于x '轴,'y 轴或z ' 轴的线段.并使它们和所画坐标轴的位置关系,与已知图形中相应线段和原坐标轴的位置关系相同.④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不变,平行于y 轴的线段,长度为原来的一半.⑤画图完成后,擦去作为辅助线的坐标轴,就得到了空间图形的直观图.⑵正等测画法:在立体几何中,常用正等测画法画圆的直观图,它的依据还是平行投影,圆的直观图是椭圆,具体画法不要求掌握.<教师备案>正等测画法主要应用于工程及机械专业的绘图.斜二测画法和三视图都是在平行投影下画出来的空间图形,斜二测画法的作图规则可以简单的概括为:“竖直或水平方向放置的线段画出时方向、长度都不变,前后方向放置的线段画出时方向与水平方向成45︒或135︒角,长度为原长的一半”.斜二测画法是画几何体直观图的主要方法,只要求能够运用画图规则正确的画图和看图,不要求表达作图过程.【例5】 ⑴正三角形ABO △的边长为a ,在画它的水平放置的直观图时,建立如下左图所示的直角坐标系xOy ,则它的直观图的面积是__________. ⑵如下右图,正方形O A B C ''''的边长为1,它是水平放置的一个平面图形的直观图.请画出原来的平面几何图形的形状,并求原图形的周长与面积.【解析】 ⑴⑵ 周长为8,面积为考点6:空间几何体的三视图<教师备案>研究在平面上用图形表示形体和解决空间几何问题的理论和方法的学科,叫做画法几何.在平面图上表达出空间原物体各部分的大小和位置,画法几何在绘画和建筑上有着广泛的应用.画法几何起源于欧洲文艺复兴时期,达芬奇在他的绘画中,笛沙格在空间几何体的透视像画法中都应用过,以及在平面图中计算空间几何体的尺寸和大小,但都没有系统的理论.法国数学家蒙日,经过深入研究,提出用多面正投影图表达空间形体,为画法几何奠定了理论基础,因为在军事上应用的关系,在保密了15年后才出版公开.三视图:在画正投影时,常选取三个互相垂直的平面作为投射面,一个投射面水平放置,叫做水平投射面,投射到这个面内的图形叫做俯视图; 知识点睛经典精讲一个投射面放置在正前方,叫直立投射面,投射到此平面内的图形叫做主(正)视图;和水平投射面、直立投射面都垂直的投射面叫做侧立投射面,通常把这个平面放在直立投射面的右面,投射到这个平面内的图形叫做左(侧)视图.样构成的图形叫做空间图形的三视图.<教师备案>三视图分别是从三个方向看到的物体轮廓线的正投影所围成的平面图形.画三视图时,可以把垂直投影面的视线想象成平行光线从不同方向射向几何体,体会可见的轮廓线(包括被遮档,但是可以经过想象透视到的轮廓线)的投影就是所要画出的视图.三视图的排列规则........是:俯视图放在主视图的下面,长度与主视图一样;左视图放在主视图的右面,高度与主视图一样,宽度与俯视图的宽度一样;三视图满足“长对正,宽平齐,高相等”的基本特征或说“主左一样高,主俯一样长,俯左一样宽”.提高班学案3【铺1】设某几何体的三视图如下(尺寸的长度单位为m).则该几何体的体积为3m.【解析】4【例6】⑴一个几何体的三视图如图,该几何体的表面积是()A.372 B.360 C.292 D.280⑵一个体积为则这个三棱柱的左视图的面积为()A.B.8C.D.12⑶某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.8π3B.3πC.10π3D.6π经典精讲俯视图侧(左)视图正(主)视图俯视图左视图正视图俯视图侧视图正视图第⑴题 第⑵题 第⑶题【解析】 ⑴ B⑵ A ⑶ B ;尖子班学案3【拓2】 一空间几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A.2π+ B.4π+C.2π+ D.4π+【解析】 C目标班学案3【拓3】 一个棱锥的三视图如图,则该棱锥的全面积(单位:2cm )为( )A.48+ B.48+ C.36+ D.36+【解析】 A【例7】 ⑴一个几何体按比例绘制的三视图如图所示,则它的体积为( )A .2B .92C .3D .94俯视图俯俯视图侧视图正视图111111⑵在该几何体的侧视图与俯视图中,这条棱的投影分别是长为a 和b 的线段,则a b +的最大值为()A .B .C .4D .【解析】 ⑴ C ;⑵ C;将半径都为1的4个球完全放入形状为正四面体的容器里,这个正四面体的高的最小值为( )AB .2C .4+ D【解析】 C 四个球心构成一个正四面体(如图),其棱长为2,故其高4O H =设装入四个钢球的正四面体容器为D ABC -(如图), 球心4O 在其高DE 上,且4411O E O H =+=+. 下面求4O D .设M 为球4O 与平面BCD 的切点,则M 在BCD △中线DF 上,41O M =,4DMO DEF △∽△. ∴4431O D DF O M EF ==.∴43O D=. ∴444DE O D O E=+=C .【演练1】设A 表示平行六面体,B 表示直平行六面体,C 表示长方体,D 表示正四棱柱,E 表示正方体,则A ,B ,C ,D ,E 的关系是( )实战演练32OA .ABCDE ⊂⊂⊂⊂ B .A B D C E ⊂⊂⊂⊂ C .E D C B A ⊂⊂⊂⊂ D .E C D B A ⊂⊂⊂⊂【解析】 C ;【演练2】如图⑴、⑵、⑶、⑷为四个几何体的三视图,根据三视图可以判断这四个几何体依次分别为( )A .三棱台、三棱柱、圆锥、圆台B .三棱台、三棱锥、圆锥、圆台C .三棱柱、四棱锥、圆锥、圆台D .三棱柱、三棱台、圆锥、圆台【解析】 C.【演练3】半径为a 的球放在墙角,同时与两墙面和地面相切,那么球心到墙角顶点的距离为 . 【解析】 3a ;【演练4】圆台上下底面面积之比为1:9,则圆台中截面分圆台所成两部分的体积之比12:V V =_____.(其中12V V <)【解析】7:19;【演练5】一个正四棱柱的各个顶点在一个直径为2cm 的球面上.如果正四棱柱的底面边长为1cm ,那么该棱柱的表面积为 2cm . 【解析】422;【演练6】已知某几何体的俯视图是如图所示的矩形,正视图(或称主视图)是一个底边长为8、高为4的等腰三角形,侧视图(或称左视图)是一个底边长为6、高为4的等腰三角形. ⑴ 求该几何体的体积V ; ⑵ 求该几何体的侧面积S . 【解析】 ⑴ 64V =;68⑵40S =+四面体ABCD 的对边长分别相等,AB CD a ==,AC BD b ==,AD BC c ==,求这个四面体外接球的直径.【解析】 同正四面体类似,本题思路也是构造一个和四面体具有相同外接球的长方体.如图所示,作长方体AEBF GCHD -,使得AB CD a ==,AC BD b ==,AD BC c ==,则这个长方体和四面体具有相同的外接球,长方体的体对角线就是外接球的直径d . 设长方体的长宽高分别为x ,y ,z ,则222222222x y ay z b z x c ⎧+=⎪+=⎨⎪+=⎩,三式相加可得:22222222a b c d x y z ++=++=,∴d =大千世界H G F ED C B A。

(完整版)—高考全国卷Ⅰ文科数学立体几何专题复习(附详细解析)

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2012-2018年新课标全国卷Ⅰ文科数学汇编立体几何一、选择题【2017,6】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,直接AB 与平面MNQ 不平行的是()【2016,7】如图所示,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28π3,则它的表面积是() A .17π B .18π C .20π D .28π【2016,11】平面α过正方体1111ABCD A BC D -的顶点A ,α∥平面11CB D ,α平面ABCD m =,α平面11ABB A n =,则,m n 所成角的正弦值为()A .3 B .22C .3D .13【2015,6】《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M 依垣内角,下周八尺,高五尺,问”积及为M 几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放M (如图,M 堆为一个圆锥的四分之一),M 堆底部的弧长为8尺,M 堆的高为5尺,M 堆的体积和堆放的M 各位多少?”已知1斛M 的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的M 有( ) A .14斛 B .22斛 C .36斛 D .66斛【2015,11】圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体,该几何体的三视图中的正视图和俯视图如图所示,若该几何体的表面积为16+20π,则r =( ) B A .1 B .2 C .4 D .8【2015,11】【2014,8】【2013,11】【2012,7】【2014,8】如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的一个几何体的三视图,则这个几何体是( )A .三棱锥B .三棱柱C .四棱锥D .四棱柱【2013,11】某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为().A .16+8π B.8+8π C.16+16π D.8+16π【2012,7】如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则此几何体的体积为A .6B .9C .12D .15【2012,8】平面α截球O 的球面所得圆的半径为1,球心O 到平面α的距离为2,则此球的体积为()A .6πB .43πC .46πD .63π【2018,5】已知圆柱的上、下底面的中心分别为O 1,O 2,过直线O 1O 2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,该圆柱的表面积为A. 12π B. 12π C. 8π D. 10π【2018,9】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 。

立体几何(文科)

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立体几何(文科)1、如图1-4所示四棱锥P ­ABCD 中,底面是以O 为中心的菱形,PO ⊥底面ABCD ,AB =2,∠BAD =π3,M 为BC 上一点,且BM =12. (1)证明:BC ⊥平面POM ;(2)若MP ⊥AP ,求四棱锥P -ABMO 的体积.516图1-42、四面体ABCD 及其三视图如图1-4所示,平行于棱AD ,BC 的平面分别交四面体的棱AB ,BD ,DC ,CA 于点E ,F ,G ,H .图1-4(1)求四面体ABCD 的体积;23. (2)证明:四边形EFGH 是矩形.3、如图1-5,在三棱柱ABC ­A 1B 1C 1中,侧棱垂直于底面,AB ⊥BC ,AA 1=AC =2,BC =1,E ,F 分别是A 1C 1,BC 的中点.图1-5(1)求证:平面ABE ⊥平面B 1BCC 1;(2)求证:C 1F ∥平面ABE ;(3)求三棱锥E ­ ABC 的体积.33. 4、如图1-3,四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为矩形,P A ⊥平面ABCD ,E 为PD 的中点.(1)证明:PB ∥平面AEC ;(2)设AP =1,AD =3,三棱锥P - ABD 的体积V =34,求A 到平面PBC 的距离.31313图1-3.5、如图1-6所示,三棱锥A ­ BCD 中,AB ⊥平面BCD ,CD ⊥BD .(1)求证:CD ⊥平面ABD ;(2)若AB =BD =CD =1,M 为AD 中点,求三棱锥A - MBC 的体积.112图1-66、如图1-4所示,△ABC 和△BCD 所在平面互相垂直,且AB =BC =BD =2,∠ABC =∠DBC =120°,E ,F ,G 分别为AC ,DC ,AD 的中点.图1-4(1)求证:EF ⊥平面BCG ;(2)求三棱锥D -BCG 的体积.12.7、如图, 四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形, O 为底面中心, A 1O ⊥平面ABCD , 1AB AA ==(Ⅰ) 证明: A 1BD // 平面CD 1B 1;(Ⅱ) 求三棱柱ABD -A 1B 1D 1的体积.8、如图,在四棱锥P ABCD-中,PD ABCD ⊥面,//AB DC ,AB AD ⊥,5BC =,3DC =,4AD =,60PAD ∠=.(1)当正视图方向与向量AD 的方向相同时,画出四棱锥P ABCD -的正视图.(要求标出尺寸,并画出演算过程);(2)若M 为PA 的中点,求证://DM PBC 面;(3)求三棱锥D PBC -的体积.9、如图4,在边长为1的等边三角形ABC 中,,D E 分别是,AB AC 边上的点,AD AE =,F 是BC 的中点,AF 与DE 交于点G ,将ABF ∆沿AF 折起,得到如图5所示的三棱锥A BCF -,其中2BC =. (1) 证明:DE //平面BCF ;(2) 证明:CF ⊥平面ABF ;(3) 当23AD =时,求三棱锥F DEG -的体积F DEG V -. 10、如图,三棱柱111ABC A B C -中,CA CB =,1AB AA =,160BAA ∠=.(Ⅰ)证明:1AB AC ⊥;(Ⅱ)若2AB CB ==,1AC =,求三棱柱111ABC A B C -的体积. 11、如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,D,E 分别是AB,BB 1的中点.(1)证明: BC 1//平面A 1CD; (2) 设AA 1= AC=CB=2,AB=2,求三棱锥C 一A 1DE 的体积.12、如图,四棱锥902,P ABCD ABC BAD BC AD PAB PAD -∠=∠==∆∆中,,与都是边长为2的等边三角形.(I)证明:;PB CD ⊥ (II)求点.A PCD 到平面的距离13、如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是边长为2的菱形,60BAD ∠=.已知2,PB PD PA === .(Ⅰ)证明:PC BD ⊥(Ⅱ)若E 为PA 的中点,求三菱锥P BCE -的体积.14、如图,直四棱柱ABCD – A 1B 1C 1D 1中,AB//CD,AD ⊥AB,AB=2,AD=,AA 1=3,E 为CD 上一点,DE=1,EC=3(1)证明:BE ⊥平面BB 1C 1C; (2) 求点B1 到平面EA 1C 1 的距离 15、如图所示的几何体中,EA ⊥平面ABC ,DB ⊥平面ABC ,AC BC ⊥,2AC BC BD AE ===,M 是AB 的中点。

2023全国甲卷数学立体几何18题

2023全国甲卷数学立体几何18题
(1)证明: A1C AC ; (2)已知 AA1 与 BB1 的距离为 2,求 AB1 与平面 BCC1B1 所成角的正弦值. 【参考答案】
(1)证明见解析.
(2) 13 13
【基本思路】 (1)根据线面垂直,面面垂直的判定与性质定理可得 A1O 平面 BCC1B1 ,再由勾股定理 求出 O 为中点,即可得证; (2)利用直角三角形求出 AB1 的长及点 A 到面的距离,根据线面角定义直接可得正弦值. 【详细解析】⑴如图,
第 4 页(共 5 页)
由 CM∥A1C1,CM A1C1知四边形 A1CMC1 为平行四边形, C1M∥A1C ,C1M 平面 ABC ,又 AM 平面 ABC ,
C1M AM 则在 Rt△AC1M 中, AM 2AC,C1M A1C , AC1 (2AC)2 A1C2 , 在 Rt△AB1C1 中, AC1 (2AC)2 A1C2 , B1C1 BC 3 ,
(1)证明见解析. (2)1
【基本思路】
(1)由 A1C 平面 ABC 得 A1C BC ,又因为 AC BC ,可证 BC 平面 ACC1A1 ,从而 证得平面 ACC1A1 平面 BCC1B1 ; (2) 过点 A1 作 A1O CC1 ,可证四棱锥的高为 A1O ,由三角形全等可证 A1C AC ,从而证 得 O 为 CC1 中点,设 A1C AC x ,由勾股定理可求出 x ,再由勾股定理即可求 A1O .
AB1 (2 2)2 ( 2)2 ( 3)2 13 , 又 A 到平面 BCC1B1 距离也为 1,
所以 AB1 与平面 BCC1B1 所成角的正弦值为
1 13
13
.
13
第 5 页(共 5 页)
【详细解析】 ⑴证明:因为 A1C 平面 ABC , BC 平面 ABC , 所以 A1C BC , 又因为 ACB 90o,即 AC BC ,
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立体几何(文科)
1、如图1。

4所示四棱锥P。

ABCD中,底面是以O为中心的菱形,PO⊥底面ABCD,AB=2,∠BAD=错误!,M为
BC上一点,且BM=错误!.
(1)证明:BC⊥平面POM;
(2)若MP⊥AP,求四棱锥P。

ABMO的体积.5
16
图4
2、四面体ABCD及其三视图如图1­4所示,平行于棱AD,BC的平面分别交四面体的棱AB,BD,DC,CA于点E,F,G,H。

图1。

4
(1)求四面体ABCD的体积;错误!.
(2)证明:四边形EFGH是矩形.
3、如图1。

5,在三棱柱ABC .A1B1C1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F分别是A1C1,
BC的中点.
图1。

5
(1)求证:平面ABE⊥平面B1BCC1;
(2)求证:C1F∥平面ABE;
(3)求三棱锥E。

ABC的体积.错误!.
4、如图1.3,四棱锥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=错误!,三棱锥P­ABD的体积V=错误!,求A到平面PBC的距离.错误!
图1­3。

5、如图1­6所示,三棱锥A . BCD 中,AB ⊥平面BCD ,CD ⊥BD 。

(1)求证:CD ⊥平面ABD ;
(2)若AB =BD =CD =1,M 为AD 中点,求三棱锥A ­ MBC 的体积.错误!
图1。

6
6、如图1。

4所示,△ABC 和△BCD 所在平面互相垂直,且AB =BC =BD =2,∠ABC =∠DBC =120°,E ,F ,G 分别为AC ,DC ,AD 的中点.
(1)求证:EF ⊥平面BCG ;
(2)求三棱锥D 。

BCG 的体积.错误!。

7、如图, 四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形, O 为底面中心, A 1O ⊥平面ABCD
, 1AB AA ==
1
A
(Ⅰ) 证明: A 1BD // 平面CD 1B 1; (Ⅱ) 求三棱柱ABD -A 1B 1D 1的体积.
8、如图,在四棱锥P ABCD -中,PD ABCD ⊥面,//AB DC ,AB AD ⊥,5BC =,3DC =,4AD =,
60PAD ∠=。

(1)当正视图方向与向量AD 的方向相同时,画出四棱锥P ABCD -的正视图。

(要求标出尺寸,并画出演算过程);
(2)若M 为PA 的中点,求证://DM PBC 面; (3)求三棱锥D PBC -的体积。

9、如图4,在边长为1的等边三角形ABC 中,,D E 分别是,AB AC 边上的点,AD AE =,F 是BC 的中
点,AF 与DE 交于点G ,将ABF ∆沿AF 折起,得到如图5所示的三棱锥A BCF -,其中
2BC =。

(1) 证明:DE //平面BCF ; (2) 证明:CF ⊥平面ABF ; (3) 当2
3
AD =
时,求三棱锥F DEG -的体积F DEG V -. 图 4
G
E
F A
B
C
D
图 5
D
G
B
F
C
A
E
111111313
32323323324F DEG E DFG V V DG FG GF --⎛⎫∴==⋅⋅⋅⋅=⋅⋅⋅⋅⋅= ⎪ ⎪⎝⎭
10、如图,三棱柱111ABC A B C -中,CA CB =,1AB AA =,160BAA ∠=.
(Ⅰ)证明:1
AB AC ⊥; (Ⅱ)若2AB CB ==,1
6AC =,求三棱柱111ABC A B C -的体积。

C 1
B 1
A
A 1
B C
111111111,-3-= 3.
ABC
ABC
OC
AB O OA ABC OA ABC A B C ABC S
A B C V S
OA =⊥∆=⨯=因为所以平面,为棱柱的高,
又的面积,故三棱柱ABC 的体积
11、如图,直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,D ,E 分别是AB ,BB 1的中点.
(1) 证明: BC 1//平面A 1CD ; (2)
设AA 1= AC=CB=2,AB=2
,求三棱锥C 一A 1DE 的体积.
12、如图,四棱锥902,P ABCD ABC BAD BC AD PAB PAD -∠=∠==∆∆中,,与都是边长为2的等边三角形。

(I)证明:;PB CD ⊥ (II)求点.A PCD 到平面的距离
13、如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是边长为2的菱形,60BAD ∠=。

已知
2,6PB PD PA === 。

(Ⅰ)证明:PC BD ⊥
(Ⅱ)若E 为PA 的中点,求三菱锥P BCE -的体积。

111132322P BEC B PEC PEC V V S BO --∆==
⋅⋅=⨯⨯=
14、如图,直四棱柱ABCD – A 1B 1C 1D 1中,AB//CD,AD ⊥AB,AB=2,AD=
,AA 1=3,E 为CD 上一点,DE=1,EC=3
(1) 证明:BE ⊥平面BB 1C 1C ; (2)
求点B1 到平面EA 1C 1 的距离
1052,5
d d ==
15、如图所示的几何体中,EA ⊥平面ABC ,DB ⊥平面ABC ,AC BC ⊥,2AC BC BD AE ===,M 是AB 的中点。

(Ⅰ)求证:CM EM ⊥;
(Ⅱ)求CM 与平面CDE 所成的角;
E
M
A
C
B
D
16、在圆锥PO 中,已知2,PO O =的直径2,,AB C AB D AC =∠点在上,且CAB=30为的中点. (Ⅰ)证明:AC ⊥平面POD ;
(Ⅱ)求直线 OC 和平面PAC 所成角的正弦值。

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