3.2正方形(3)
初中数学冀教版七年级上册第三章 代数式3.2 代数式-章节测试习题(3)
章节测试题1.【题文】已知(a－3)2与|b－1|互为相反数，求式子÷(a＋b)的值．【答案】【分析】根据互为相反数的两个数的和为0和非负数的性质求得a、b的值，再代入计算即可.【解答】解：依题意得(a－3)2＋|b－1|＝0，解得a＝3，b＝1.则÷(a＋b)＝ ÷(3＋1)＝.2.【题文】学校食堂厨房的桌子上整齐地摆放着若干相同规格的碟子，碟子的个数与碟子的高度的关系如下表：（1）当桌子上放有x（个）碟子时，请写出此时碟子的高度（用含x的式子表示）；（2）分别从三个方向上看，其三视图如上图所示，厨房师傅想把它们整齐叠成一摞，求叠成一摞后的高度．【答案】（1）1.5x+0.5；（2）叠成一摞的高度为18.5cm.【分析】（1）观察表格发现，每增加一个碟子，高度增加1.5cm，由此即可确定x 个碟子的个数与碟子高度的关系；（2）根据俯视图，可确定这些碟子的摞数，接下来依据主视图可左视图即可确定每摞碟子的个数，由此求出图中碟子的个数；接下来把上步所得代入（1）中所得关系式，即可求出这些碟子叠成一摞的高度.【解答】解：由题意得：（1）2+1.5（x﹣1）=1.5x+0.5.（2）由三视图可知共有12个碟子，∴叠成一摞的高度=1.5×12+0.5=18.5（cm）.3.【题文】正方形ABCD内部有若干个点，用这些点以及正方形ABCD的顶点A、B、C、D把原正方形分割成一些三角形（互相不重叠）：（1）填写下表：（2）原正方形能否被分割成2016个三角形？若能，求此时正方形ABCD内部有多少个点？若不能，请说明理由．【答案】（1）填表详见解析；（2）能；1007个．【分析】（1）查出题干图形中三角形的个数，并观察发现，每多一个点，三角形的个数增加2，据此规律填表即可；（2）根据（1）中规律，列式求解，如果n是整数，则能分割，如果n不是整数，则不能分割．【解答】解：（1）填表如下：（2）能．理由如下：设点数为n个，则2（2n+1）=2016，解得n=1007．所以原正方形能被分割成2016个三角形，此时正方形ABCD内部有1007个点．4.【题文】用正方形硬纸板做三棱柱盒子，每个盒子由3个矩形侧面和2个正三角形底面组成，硬纸板以如图两种方法裁剪(裁剪后边角料不再利用)．A方法：剪6个侧面； B方法：剪4个侧面和5个底面．现有19张硬纸板，裁剪时x张用A方法，其余用B方法．（1）用含x的代数式分别表示裁剪出的侧面和底面的个数；（2）若裁剪出的侧面和底面恰好全部用完，问能做多少个盒子？【答案】（1）侧面的个数为（2x＋76）个，底面的个数为 (95－5x)个；（2）裁剪出的侧面和底面恰好全部用完，能做30个盒子．【分析】（1）因为x张用A方法，则有（38-x）张用B方法，就可以根据题意分别表示出侧面和底面的个数．（2）由题意可得，侧面个数和底面个数之比为3:2，可以列出一元一次方程，求出x的值，从而可得侧面的总数，即可求得．【解答】解：（1）根据题意可得，侧面：（个），底面：（个）．（2）根据题意可得，，解得x=7，所以盒子=（个）．5.【答题】下列不是代数式的是( )A. (x+y)(x－y)B. c=0C. m+nD. 999n+99m【答案】B【分析】代数式就是用运算符号把数和字母连接而成的式子（单独一个数或字母也是代数式）【解答】只有选项B不是代数式，选B.6.【答题】王洁同学买m本练习册花了n元，那么买2本练习册要______元．【答案】【分析】【解答】7.【答题】一个两位数，个位数是x，十位数是y，这个两位数为______，如果个位数字与十位数字对调，所得的两位数是______．【答案】10y+x,10x+y【分析】【解答】8.【答题】关于代数式a2-1的意义，下列说法中不正确的是（）A. 比a的平方少1的数B. a的平方与1的差C. a与1两数的平方差D. a与1的差的平方【答案】D【分析】【解答】9.【答题】代数式（3a-b）2用文字语言叙述为______．【答案】a的3倍与b的差的平方【分析】【解答】10.【答题】下列各式中，书写正确的是（）A. B.C. x÷yD.【答案】D【分析】【解答】11.【答题】一次知识竞赛共有20道选择题，规定：答对一道得5分，不答或答错一道扣1分，如果某位学生答对了x道题，则用式子表示他的成绩为（）A. 5x-（20+x）B. 100-（20-x）C. 5xD. 5x-（20-x）【答案】D【分析】【解答】12.【答题】下列说法中，错误的是（）A. 代数式x2+y2的意义是x，y的平方和B. 代数式5（x+y）的意义是5与x+y的积C. x的5倍与y的和的一半，用代数式表示为D. 比x的2倍多3的数，用代数式表示为2x+3【答案】C【分析】【解答】13.【答题】一块试验田去年水稻的产量是240千克，今年比去年增长x%．今年水稻的产量是______千克．【答案】240（1+x％）【分析】【解答】14.【答题】若x，y分别表示1～9中的一个数字，小明想用x，y来组成1个两位数且把x放在y的右边，则这个两位数可以表示为______．【答案】10y+x【分析】【解答】15.【题文】用文字语言叙述下列代数式：（1）（x-y）2；（2）x2-y2．【答案】（1）x与y的差的平方．（2）x与y的平方差．【分析】【解答】16.【题文】某人买了50元的月票卡，乘车后的余额如下表；（1）乘车m次时的余额为多少元?（2）乘车13次时的余额是多少?（3）最多能乘车多少次?【答案】解：（1）（50-0.8m）元．（2）50-0.8×13=39.6（元）．（3）50-0.8m=0．解得m=62.5．因为m为正整数，所以最多可乘62次．【分析】【解答】17.【题文】红星农场有m公顷水稻要收割，原计划每天收割s公顷，后又增调若干台收割机前来支援，每天比计划多收割50公顷，用代数式表示：（1）按原计划需要多少天收割完?（2）增调收割机后，多少天能够收割完?（3）增调收割机后，能提前几天收割完?【答案】（1）天（2）天（3）天【分析】【解答】18.【题文】某校艺术班同学，每人都会弹钢琴或古筝，其中会弹钢琴的人数比会弹古筝的人数多10人，两种都会弹的有7人．设会弹古筝的有m人．（1）会弹钢琴的有多少人?（用含有m的代数式表示）（2）该班同学共有多少人?（用含有m的代数式表示）【答案】（1）（m+10）人（2）（2m+3）人【分析】【解答】19.【题文】甲、乙、丙三家超市为了促销同一种定价为m元的商品，甲超市连续两次降价20%；乙超市一次性降价40%；丙超市第一次降价30%，第二次降价10%，此时顾客要购买这种商品，最划算的是哪家超市?【答案】解：甲超市：（1-20％）（1-20％）m=0.64m（元）；乙超市：（1-40％）m=0.6m（元）；丙超市：（1-30％）（1-10％）m=0.63m（元）．0.6m＜0.63m＜0.64m，所以乙超市最划算．【分析】【解答】20.【题文】某班计划买一些乒乓球和乒乓球拍，现了解情况如下：甲、乙两家商店出售同样品牌的乒乓球和乒乓球拍，乒乓球拍每副定价100元，乒乓球每盒定价25元，经洽谈后，甲店每买一副球拍赠一盒乒乓球，乙店全部按定价的9折优惠．该班需要5副球拍，乒乓球若干盒（不少于5盒）．（1）设购买x盒乒乓球，用代数式分别表示在甲、乙两店购买乒乓球和乒乓球拍的费用；（2）当购买乒乓球多少盒时，在甲店购买与在乙店购买所付款一样?（3）当购买40盒乒乓球时，去哪家商店购买更合算?【答案】解：（1）甲店费用：500+25（x-5）=（25x+375）元．乙店费用：（500+25x）×90％=（450+22.5x）元．（2）25x+375=450+22.5x，x=30．（3）当x=40时，25x+375=25×40+375=1375（元），450+22.5×40=1350（元）．因为1375＞1350，所以去乙商店合算．【分析】【解答】。
长春市小学数学三年级上册第七单元《长方形和正方形》 单元检测卷(有答案解析)
长春市小学数学三年级上册第七单元《长方形和正方形》单元检测卷（有答案解析）一、选择题1．正方形的边长增加2厘米，周长增加（）厘米。
A. 2B. 4C. 82．用一张长8厘米、宽6厘米的长方形纸，折一个最大的正方形，正方形的边长是（）厘米．A. 4B. 6C. 83．2个边长3厘米的正方形拼成一个长方形，拼成的长方形的周长比原来2个正方形周长和减少了（）厘米。
A. 9B. 6C. 4D. 24．下图是由4个小正方形拼成的，小伟拿掉其中的一个小正方形发现周长反而增加了，小伟拿走的是（）号正方形。
A. ①B. ②或④C. ③5．把两个边长是2厘米的正方形拼成一个长方形，这个长方形的周长是（）A. 12B. 16C. 486．长方形的长是4分米，宽是长的一半，它的周长是（）分米。
A. 8B. 12C. 167．如下图，大正方形的周长是小正方形周长的（）倍。
（每个小正方形的边长相等）A. 3B. 9C. 128．正方形的边长扩大2倍，周长就扩大（）倍。
A. 2B. 4C. 89．用长54厘米的铁丝正好围成一个长是20厘米的长方形，则长方形的宽是（）厘米．A. 14 B. 17 C. 710．比较下图中甲和乙的周长，结果是（）。
A. 甲的周长长B. 乙的周长长C. 一样长11．在一个长35厘米，宽15厘米的长方形纸片上剪下一个最大的正方形，这个正方形的周长是（）厘米。
A. 60厘米B. 50厘米C. 100厘米12．在一个长8cm、宽6cm的长方形纸上剪下一个最大的正方形，这个正方形的周长是（）。
A. 32cmB. 24cmC. 14cm二、填空题13．用16个边长是1厘米的小正方形拼成一个长方形或正方形，拼成________形的周长最短，周长是________厘米．14．一个长8厘米、宽6厘米的长方形铁丝，改成一个正方形，正方形的边长是________厘米．15．一个长方形的长是12厘米，宽是3厘米，它的周长是________厘米．16．一个长方形的宽是8cm，长是宽的2倍，这个长方形的长是________cm，它的周长是________cm，如果把这个长方形剪成一个最大的正方形，这个正方形的周长是________cm。
正方形的知识总结(两篇)
引言概述：正方形是一种几何形状，具有许多独特的属性和特征。
本文将深入探讨正方形的知识总结，从正方形的定义和性质，到相关的数学公式和应用，并给出一些实际生活中与正方形相关的例子。
通过本文的阐述，读者将能更深入地理解和运用正方形的概念。
正文内容：1.正方形的定义和性质1.1正方形的定义：介绍正方形是一种四边相等、四个角都是直角的特殊四边形。
1.2正方形的性质：阐述正方形具有对称性、对角线相等、对角线垂直等性质，并给出证明。
2.正方形的周长和面积公式2.1周长公式的推导：详细介绍如何推导正方形的周长公式。
2.2面积公式的推导：详细介绍如何推导正方形的面积公式。
2.3周长和面积公式的比较：比较周长和面积公式之间的关系和特点，解释为什么周长公式是面积公式的一半。
3.正方形的应用3.1图形的分类：介绍几何图形的分类，重点讲述正方形在图形分类中的作用。
3.2建筑和设计中的应用：介绍正方形在建筑和设计中的应用，比如正方形的房间布局，正方形的花园设计等。
3.3数学问题的解决：解释如何使用正方形的性质和公式来解决一些数学问题，例如寻找最大正方形的面积等。
4.正方形的实际应用举例4.1城市规划：举例说明正方形在城市规划中的应用，如正方形的街区设计，正方形的公园规划等。
4.2网格和排版设计：介绍正方形在网格和排版设计中的应用，如正方形的网格布局，正方形的页面排版等。
4.3绘画和艺术：探讨正方形在绘画和艺术中的应用，如正方形的画框设计，正方形的艺术装饰等。
4.4数字图像处理：介绍正方形在数字图像处理中的应用，如正方形的像素处理，正方形的图像编码等。
4.5生活中的实际应用：举例说明正方形在日常生活中的实际应用，如正方形的餐桌布置，正方形的画框选择等。
5.结论通过本文的详细阐述，我们可以总结出正方形的定义和性质，掌握正方形的周长和面积公式，并了解了正方形在实际应用中的重要性。
正方形作为一种几何形状，在数学、建筑、设计、绘画等领域都具有广泛的应用，为我们的生活带来了便利和美感。
五年级上册 平行四边形、三角形和梯形(8套练习)
平行四边形、三角形和梯形（一）一、精学精练1.填空1）我们可以把一个平行四边形转化成一个（）形，它的面积与原来的平行四边形的面积（）。
2）平行四边形的面积=（）×（）。
3）8平方米=（）平方分米=（）平方厘米 3.5公顷=（）平方米 320平方厘米=（）平方分米=（）平方米 48000平方米=（）公顷8.9平方分米=（）平方米 63000平方米=（）公顷4平方米8平方分米=（）平方米=（）平方厘米0.69平方米=（）平方分米=（）平方厘米4）一个平行四边形的面积是74平方厘米，高是10厘米，它的底是（）。
5）一个长方形的周长是24厘米，长是宽的2倍，长方形的面积是（）。
6）一个平行四边形的底是2.4米，是高的3倍，这个平行四边形的面积是（）。
7）等底等高的两个平行四边形的面积（），形状可以（）。
8）一个平行四边形的底扩大3倍，高不变，面积扩大（）倍。
2.判断1）已知一个平行四边形的底和高就可以求出平行四边形的面积。
（）2）等底等高的平行四边形的面积一定相等。
（）3）一个长方形和一个平行四边形的面积相等，那么长方形的长宽一定与平行四边形的底高相等。
（）4）形状不同的两个平行四边形面积不相等。
（）二、活学活用1.有一块底长100厘米，高85厘米的平行四边形钢板，它的面积是多少？2.一个底是3.2厘米的平行四边形和边长是4分米的正方形面积相等；求平行四边形的高。
3.有一块平行四边形的菜地的底是150米，高是40米，按照每棵占地0.14平方米种大白菜，这块地可以种多少棵大白菜？4.有一块底长8分米，高是3.5分米的平行四边形铁块板，已知每平方分米铁板重0.78千克，这块铁板重多少千克？5.一块平行四边形的菜地，底边长40米，高是1.2米，如果每平方米收白菜250千克，这块地可以收白菜多少千克？平行四边形、三角形和梯形（二）一、精学精练1.填空1）用两个完全一样的三角形拼成一个（），拼成的（）的底是三角形的（），高是三角形的（），面积是一个三角形的（），所以一个三角形的面积等于（）。
五年级不规则图形面积计算
五年级不规则图形面积计算work Information Technology Company.2020YEAR五年级不规则图形面积计算我们曾经学过的三角形、长方形、正方形、平行四边形、梯形、菱形、圆和扇形等图形，一般称为基本图形或规则图形.我们的面积及周长都有相应的公式直接计算.如下表：实际问题中，有些图形不是以基本图形的形状出现，而是由一些基本图形组合、拼凑成的，它们的面积及周长无法应用公式直接计算.一般我们称这样的图形为不规则图形。
那么，不规则图形的面积及周长怎样去计算呢？我们可以针对这些图形通过实施割补、剪拼等方法将它们转化为基本图形的和、差关系，问题就能解决了。
一、例题与方法指导例1 如右图，甲、乙两图形都是正方形，它们的边长分别是10厘米和12厘米.求阴影部分的面积。
思路导航：阴影部分的面积等于甲、乙两个正方形面积之和减去三个“空白”三角形（△ABG、△BDE、△EFG）的面积之和。
例2 如右图，正方形ABCD的边长为6厘米，△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等，求三角形AEF的面积. 思路导航：∵△ABE 、△ADF 与四边形AECF 的面积彼此相等， ∴四边形 AECF 的面积与△ABE 、△ADF 的面积都等于正方形ABCD 的13。
在△ABE 中，因为AB=6.所以BE=4，同理DF=4，因此CE=CF=2， ∴△ECF 的面积为2×2÷2=2。
所以S △AEF=S 四边形AECF-S △ECF=12-2=10（平方厘米）。
例3两块等腰直角三角形的三角板，直角边分别是10厘米和6厘米。
如右图那样重合.求重合部分（阴影部分）的面积。
思路导航：在等腰直角三角形ABC 中 ∵AB=10∵EF=BF=AB-AF=10-6=4，∴阴影部分面积=S △ABG-S △BEF=25-8=17（平方厘米）。
例4如右图，A 为△CDE 的DE 边上中点，BC=CD ，若△ABC （阴影部分）面积为5平方厘米.BC求△ABD及△ACE的面积.思路导航：取BD中点F，连结AF.因为△ADF、△ABF和△ABC等底、等高，所以它们的面积相等，都等于5平方厘米.∴△ACD的面积等于15平方厘米，△ABD的面积等于10平方厘米。
2024年浙教版小学五年级上学期期中数学试卷与参考答案
2024年浙教版数学小学五年级上学期期中复习试卷(答案在后面)一、选择题（本大题有6小题，每小题2分，共12分）1、小明的年龄是小华年龄的3倍，如果小华今年12岁，那么小明今年（）岁。
A、4岁B、6岁C、9岁D、12岁2、一个长方形的长是10厘米，宽是6厘米，这个长方形的面积是（）平方厘米。
A、16B、60C、30D、903、一个长方形的长是宽的两倍，如果这个长方形的周长是60厘米，那么它的面积是多少平方厘米？A. 180B. 200C. 225D. 2504、小明在做一道除法题时，把除数9错看成了6，结果得到的商是12，余数是5。
那么正确的商应该是多少？A. 7B. 8C. 9D. 105、选择题：一个长方形的长是8厘米，宽是5厘米，这个长方形的周长是多少厘米？A. 13厘米B. 23厘米C. 30厘米D. 35厘米6、选择题：一个正方形的面积是36平方厘米，这个正方形的边长是多少厘米？A. 4厘米B. 6厘米C. 9厘米D. 12厘米二、填空题（本大题有6小题，每小题4分，共24分）1、小明的年龄是小红的3倍，小红比小华大2岁，如果小华今年10岁，那么小明今年______ 岁。
2、一个长方形的长是6分米，宽是3分米，那么这个长方形的周长是 ______ 分米。
3、小明用一根绳子围成一个长方形，长方形的长是10厘米，宽是5厘米，那么这根绳子的长度是 _________ 厘米。
4、一个平行四边形的面积是120平方厘米，如果它的底是8厘米，那么这个平行四边形的高是 _________ 厘米。
5、已知一个正方形的边长为12厘米，则它的面积为 ______ 平方厘米。
6、如果两个数相加的和是37，其中一个数是18，那么另一个数是 ______ 。
三、计算题（本大题有5小题，每小题4分，共20分）1、计算题：(3.2 × 0.5) ÷ (1.6 ÷ 0.8) + 4.8 - 2.5 × 1.23、（1）计算：3.6 × 7.2（2）一个长方形的长是5.4米，宽是2.4米，求这个长方形的面积。
苏科版三(下)数学教案第12讲~长方形和正方形的面积(三)
5米
练 1.1：有两个相同的长方形，长是 8 厘米，宽是 3 厘米。如果把它们按下图叠放，这个图形的面积 是多少？
练 1.2：如图，这个正方形的边长是 4 分米，阴影部分的面积是多少平方分米？
练 1.3：计算下列图形的面积。（单位：米）
1
知识点二：不同角度考虑解决面积问题
例 2：如图，有一块长方形草地，长 20 米，宽 15 米，在它的四周向外修筑一条宽 2 米的小路。这条 小路的面积是多少平方米？
9:有一个长方形泳池，长 25 米，宽 15 米，现在需要在泳池口的外围贴上一圈宽 2 米的防滑瓷砖。一 共需要多少平方米的防滑瓷砖？
10：下面是由两个边长为 6 厘米的大正方形组成的，它们重叠的部分是边长为 3 厘米的小方 形。阴影部分的面积是多少平方厘米？
7
例 5：李乐家的厨房要铺地砖，妈妈看中了以下两种地砖。
（1）如果买①号地砖，90 块正好铺满，请计算李乐家厨房的面积。 （2）如果买②号地砖，至少需要买多少块才能铺满厨房？ （3）只买一种地砖，买哪种地砖比较便宜？
练 5.1：一种长方形地砖，它的长是 8 分米，宽是长的一半。一个会议室铺这样的地砖 95 块，这个 会议室有多大？
例 6：教室的一面墙长是 11 米，宽是 3 米。墙上有两个窗户，边长都是 1 米。现在要粉刷这面墙，如 果粉刷 1 平方米要 23 元，那么粉刷这面墙一共需要多少元？
练 6.1：一段绳子可围成长是 5 米，宽是 3 米的长方形。现改围成一个正方形，正方形的面积是多少 平方米？
练 6.2：用长 27 米的篱笆靠墙围一个正方形的花园，那么这个花园的面积是多少平方米？
练 6.3：在一个长 2 米，宽 30 厘米的长方形中减去一个最大的正方形，那么正方形的面积是多少平 方厘米？剩下的图形面积是多少平方分米？
3.2矩形、菱形、正方形(2)
3.2矩形、菱形、正方形（2）二、填空题1.如图，正方形ABCD 的边长为1cm ，E 、F 分别是BC 、CD 的中点，连接BF 、DE ，则图中阴影部分的面积是 cm 2．2.如图，四边形ABCD 的对角线互相平分，要使它变为菱形，需要添加的条件是 （只填一个你认为正确的即可）．3.我们把依次连接任意一个四边形各边中点所得的四边形叫做中点四边形．若一个四边形ABCD 的中点四边形是一个矩形，则四边形ABCD 可以是 ．4.如图，将两张长为8，宽为2的矩形纸条交叉，使重叠部分是一个菱形，容易知道当两张纸条垂直时，菱形的周长有最小值8，那么菱形周长的最大值是 ．5．如图，在四边形ABCD 中，已知AB 与CD 不平行，∠ABD ＝∠ACD ，请你添加一个条件： ，使得加上这个条件后能够推出AD ∥BC 且AB ＝CD .6.小明尝试着将矩形纸片ABCD （如图①，AD >CD ）沿过A 点的直线折叠，使得B 点落在AD 边上的点F 处，折痕为AE （如图②）；再沿过D 点的直线折叠，使得C 点落在DA 边上的点N 处，E 点落在AE 边上的点M 处，折痕为DG （如图③）．如果第二次折叠后，M 点正好在∠NDG 的平分线上，那么矩形ABCD 长与宽的比值为 ．7.从边长为a 的大正方形纸板中间挖去一个边长为b 的小正方形后，将其截成四个相同的等腰梯形﹙如图①﹚，可以拼成一个平行四边形﹙如图②﹚．现有一平行四边形纸片ABCD ﹙如图③﹚，已知∠A ＝45°，AB ＝6，AD ＝4．若将该纸片按图②方式截成四个相同的等腰梯形，然后按图①方式拼图，则得到的大正方形的面积为 ．BDAO第5题图①②③ 图 ② 图 ①a bA 图 ③BCD第4题图A第1题图ADCBO第2题图8.如图，已知菱形ABCD 的一个内角︒=∠80BAD ，对角线AC 、BD 相交于点O ，点E 在AB 上，且BO BE =，则EOA ∠= 度．9.已知正方形ABCD 中，点E 在边DC 上，DE = 2，EC = 1（如图1所示） 把线段AE 绕点A 旋转，使点E 落在直线BC 上的点F 处，则F 、C 两点的距离为___________.10.把一张矩形纸片（矩形ABCD ）按如图方式折叠，使顶点B 和点D 重合，折痕为EF ．若AB = 3 cm ，BC = 5 cm ，则重叠部分△DEF 的面积是 cm 2．11．已知菱形的两对角线长分别为6㎝和8㎝，则菱形的面积为 ㎝2.12．正方形ABCD 的边长为a ,点E 、F 分别是对角线BD 上的两点，过点E 、F 分别作AD 、AB 的平行线，如图所示，则图中阴影部分的面积之和等于 .13．如图，点P 是正方形ABCD 的对角线BD 上一点，PE ⊥BC 于点E ，PF ⊥CD 于点F ，连接EF 给出下列五个结论：①AP =EF ；②AP ⊥EF ；③△APD 一定是等腰三角形；④∠PFE =∠BAP ；⑤PD = 2EC ．其中正确结论的序号是 ．14．矩形纸片ABCD 中，AB ＝3，AD ＝4，将纸片折叠，使点B 落在边CD 上的B ’处，折痕为AE ．在折痕AE 上存在一点P 到边CD 的距离与到点B 的距离相等，则此相等距离为________．15．如图矩形纸片ABCD ，AB ＝5cm ，BC ＝10cm ，CD 上有一点E ，ED ＝2cm ，AD 上有一点P ，PD ＝3cm ，过P 作PF ⊥AD 交BC 于F ，将纸片折叠，使P 点与E 点重合，折痕与PF 交于Q 点，则PQ 的长是____________cm.A BC E 'A 第10题图（'B ）D ABC DEFM N QP （第12题图）第8题A B DCOE第9题图E DCBA FF图1第14题AB CB ’ D E P 第15题图第17题图第13题图PFEACBD16．在四边形ABCD 中，点E ，F ，G ，H 分别是边AB ，BC ，CD ，DA 的中点，如果四边形EFGH 为菱形，那么四边形ABCD 是 （只要写出一种即可）．17．如图，P 是菱形ABCD 对角线BD 上一点，PE ⊥A B 于点E ，PE ＝4cm ，则点P 到BC 的距离是_____cm. 18．如图所示，已知□ABCD ，下列条件：①AC=BD ，②AB=AD ，③∠1=∠2，④AB ⊥BC 中，能说明□ABCD 是矩形的有（填写序号）。
(压轴题)小学数学三年级上册第七单元《长方形和正方形》 单元测试题(有答案解析)(4)
（压轴题）小学数学三年级上册第七单元《长方形和正方形》单元测试题（有答案解析）(4)一、选择题1．下面三个图形，分别是用四个相同的小正方形拼成的，周长最大的（）A. B. C.2．以下对长方形的特征描述最准确的是（）A. 有四条边，有四个角B. 四条边都相等，四个角都是直角C. 对边相等，四个角都是直角D. 对边相等3．2个边长3厘米的正方形拼成一个长方形，拼成的长方形的周长比原来2个正方形周长和减少了（）厘米。
A. 9B. 6C. 4D. 24．下面的图形中，（）组图形的周长一样．A. B. C.5．李老师绕边长3米的正方形花坛走了5圈，他走了（）米。
A. 12B. 60C. 156．把两个边长是2厘米的正方形拼成一个长方形，这个长方形的周长是（）A. 12B. 16C. 487．关于下图中甲、乙两部分的周长，描述正确的是（）。
A. 甲部分的周长长一些B. 乙部分的周长长一些C. 甲、乙两部分的周长相等8．用长54厘米的铁丝正好围成一个长是20厘米的长方形，则长方形的宽是（）厘米．A. 14 B. 17 C. 79．在一个长35厘米，宽15厘米的长方形纸片上剪下一个最大的正方形，这个正方形的周长是（）厘米。
A. 60厘米B. 50厘米C. 100厘米10．下面由4个边长为1厘米的正方形摆成的图形中，（）的周长最短。
A. B. C.11．把四个边长为1厘米的小正方形拼成一个大正方形，周长是（）A. 10厘米B. 8厘米C. 12厘米12．在一个长8cm、宽6cm的长方形纸上剪下一个最大的正方形，这个正方形的周长是（）。
A. 32cmB. 24cmC. 14cm二、填空题13．一个长方形的长是12厘米，宽是3厘米，它的周长是________厘米．14．用8个边长为1厘米的小正方形拼成一个长方形，这个长方形的周长可能是________厘米，也可能是________厘米。
15．张大伯用篱笆靠墙围一块长方形花圃，花圃的宽是8米，长是宽的2倍。
正方形的性质与判定(教案)
正方形的性质与判定教学目标：1. 理解正方形的定义及其性质。
2. 学会使用正方形的性质进行判定。
3. 培养学生的观察能力、推理能力和解决问题的能力。
教学重点：1. 正方形的性质。
2. 正方形的判定方法。
教学难点：1. 正方形性质的灵活运用。
2. 正方形判定方法的掌握。
教学准备：1. 教学课件或黑板。
2. 正方形模型或图片。
3. 练习题。
教学过程：第一章：正方形的定义1.1 引入：展示正方形模型或图片，引导学生观察并猜测正方形的定义。
1.2 讲解：正方形是四条边相等且四个角都是直角的四边形。
1.3 互动：让学生举例说明生活中常见的正方形，如棋盘、正方形纸等。
第二章：正方形的性质2.1 引入：展示正方形模型或图片，引导学生观察正方形的性质。
2.2 讲解：正方形的性质包括：四条边相等，四个角都是直角，对角线互相垂直平分且相等。
2.3 互动：让学生运用正方形的性质解决问题，如计算正方形对角线的长度。
第三章：正方形的判定3.1 引入：展示非正方形的模型或图片，引导学生思考如何判断一个四边形是否为正方形。
3.2 讲解：正方形的判定方法包括：四条边相等，四个角都是直角，对角线互相垂直平分且相等。
3.3 互动：让学生举例说明如何判断一个四边形是否为正方形。
第四章：正方形的应用4.1 引入：展示正方形应用的例子，如正方形图案设计、正方形桌面等。
4.2 讲解：正方形在实际生活中的应用，如建筑设计、电路板设计等。
4.3 互动：让学生举例说明正方形在实际生活中的应用。
第五章：总结与练习5.1 总结：回顾本节课所学的内容，强调正方形的定义、性质和判定。
5.2 练习：布置练习题，让学生巩固所学内容。
教学反思：本节课通过展示正方形模型或图片，引导学生观察和思考正方形的性质和判定。
通过互动和举例，让学生更好地理解和应用正方形的性质。
在教学过程中，要注意引导学生主动参与，培养他们的观察能力、推理能力和解决问题的能力。
第六章：正方形边的性质6.1 引入：通过正方形模型或图片，引导学生关注正方形边的性质。
五年级不规则图形面积计算
五年级不规则图形面积计算我们曾经学过的三角形、长方形、正方形、平行四边形、梯形、菱形、圆和扇形等图形，一般称为基本图形或规则图形.我们的面积及周长都有相应的公式直接计算.如下表：实际问题中，有些图形不是以基本图形的形状出现，而是由一些基本图形组合、拼凑成的，它们的面积及周长无法应用公式直接计算.一般我们称这样的图形为不规则图形。
那么，不规则图形的面积及周长怎样去计算呢？我们可以针对这些图形通过实施割补、剪拼等方法将它们转化为基本图形的和、差关系，问题就能解决了。
一、例题与方法指导例1 如右图，甲、乙两图形都是正方形，它们的边长分别是10厘米和12厘米.求阴影部分的面积。
思路导航：阴影部分的面积等于甲、乙两个正方形面积之和减去三个“空白”三角形（△ABG、△BDE、△EFG）的面积之和。
例2 如右图，正方形ABCD的边长为6厘米，△ABE、△ADF与四边形AECF的面积彼此相等，求三角形AEF的面积.思路导航：∵△ABE 、△ADF 与四边形AECF 的面积彼此相等，∴四边形 AECF 的面积与△ABE 、△ADF 的面积都等于正方形ABCD 的13。
在△ABE 中，因为AB=6.所以BE=4，同理DF=4，因此CE=CF=2， ∴△ECF 的面积为2×2÷2=2。
所以S △AEF=S 四边形AECF-S △ECF=12-2=10（平方厘米）。
例3 两块等腰直角三角形的三角板，直角边分别是10厘米和6厘米。
如右图那样重合.求重合部分（阴影部分）的面积。
思路导航：在等腰直角三角形ABC 中∵AB=10∵EF=BF=AB-AF=10-6=4，∴阴影部分面积=S △ABG-S △BEF=25-8=17（平方厘米）。
例4 如右图，A 为△CDE 的DE 边上中点，BC=CD ，若△ABC （阴影部分）面积为5平方厘米.求△ABD 及△ACE 的面积.B C思路导航：取BD中点F，连结AF.因为△ADF、△ABF和△ABC等底、等高，所以它们的面积相等，都等于5平方厘米.∴△ACD的面积等于15平方厘米，△ABD的面积等于10平方厘米。
人教版五年级数学下册课课练3.2 长方体的正方体的表面积
人教版五年级数学下册课课练3.2 长方体的正方体的表面积一、单选题1.下列展开图中，不能围成正方体的是（）。
A. B. C. D.2.把一个表面积是50cm2的长方体，按下图所示切三刀，分割成8个小长方体，表面积比原来增加了（）cm2。
A. 10B. 25C. 50D. 1003.如图，8个小正方体拼成一个大正方体，从中拿去一个小正方体，剩下立体图形的表面积与原来相比（）A. 与原来相等B. 比原来增加C. 比原来减少D. 都有可能4.下面每个图片都是由6个大小相同的正方形组成的，其中不能折成正方体的是（）。
A. B. C. D.5.下图是一个棱长3厘米的正方体，将它挖掉一个棱长1厘米的小正方体，它的表面积（）。
A. 比原来小B. 比原来大C. 不变二、填空题6.一个体积是80dm3的长方体，底面是边长为4dm的正方形。
这个长方体的高是________dm，表面积是________ dm2。
7.用一根15分米长的铁丝焊接一个正方体框架，这个正方体的棱长最长是________分米；用纸把它的6个面贴上，最少需要纸________平方分米。
8.如图是一个正方形纸盒的展开图，当折叠成正方体纸盒时，C点与________点重合。
9.把一个长8厘米、宽5厘米、高4厘米的长方体锯成两个小长方体，表面积至少增加________，最多增加________．10.把下面这个展开图折成一个正方体。
如果E面在底面，那么________面在上面；如果A面在前面，从左面看是B面，那么________面在上面。
11.一个长5分米、宽4分米、高3分米的长方体模型，需要________分米的铁丝才能焊接成，它的表面积是________平方分米，体积是________立方分米。
12.把两块长10厘米、宽8厘米、厚5厘米的长方体肥皂包装在一起，至少用________平方厘米的包装纸。
13.将下面的纸片（如图）折起来可以做成一个正方体。
五年级下册数学一课一练-3.2长方体和正方体的表面积 人教版(含答案)
五年级下册数学一课一练-3.2长方体和正方体的表面积一、单选题1.图中四个图形都是由6个大小相同的正方形组成。
其中是正方体展开图的是（）A. ①②③B. ②③④C. ①③④D. ①②④2.下列图形中，沿虚线能折成正方体的是（）A. B. C. D.3.两个正方体的表面积都是24cm2，用这两个正方体拼成一个长方体后，长方体的表面积是（）cm2。
A. 20B. 40C. 164.把一个长方体切开，分成两个相同的长方体，则表面积（）。
A. 扩大了B. 缩小了C. 不便二、判断题5.将下面的展开图围成正方体后，与“1”相对的是“3”。
（）6.. 把一个长方体切成两个小长方体，表面积会增加．（）7.表面积相同的长方体和正方体，正方体体积大。
（）三、填空题8.把一张硬纸板(如图)按图中所示的虚线折叠，可以围成一个长方体,这个长方体上标有1的面与标________面相对；标有2的面与标________面相对．9.将右面这个展开图围成正方体后，1相对的面是________，2相对的面是________，3相对的面是________。
10.下图的木块分成两块后，木块的表面积增加________平方厘米。
四、解答题11.一个棱长是8厘米的正方体药盒，它的表面积和体积各是多少？12.北京奥运会标志性场馆之一“水立方”的长和宽都是177m，高是30m。
由于外部采用了特殊透明膜，因此场馆变得晶莹剔透，这种特殊膜至少使用了多少平方米?13.用下图中的五块玻璃拼成一个水缸，拼成的长方体的长、宽、高各是多少？这个水缸的表面积是多少平方厘米？它能装水多少升？（单位：cm；玻璃厚度忽略不计）五、应用题14.一个长50m，宽30m，深150cm的长方体游泳池．要在它的底面和四周贴砖，贴砖的面积是多少平方米？这个游泳池能装多少立方米的水？15.制做一个长8分米，宽3分米，高5分米的长方体玻璃鱼缸，至少需要玻璃多少平方分米？这个鱼缸最多盛水多少升？参考答案一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】解：图形③折叠后会有重叠的面，只有③不是正方体的展开图。
3.2《平面直角坐标系第3课时》北师大版数学八年级上册精品教案
第三章位置与坐标2 平面直角坐标系第3课时一、教学目标1.能结合所给图形的特点，建立适当的坐标系，写出点的坐标.2.能根据一些特殊点的坐标复原坐标系.3.经历建立坐标系描述图形的过程，进一步发展数形结合意识.4.通过学习建立直角坐标系的多种方法，体验数学活动充满着探索与创造，激发学习兴趣，感受数学在生活中的应用，增强数学应用意识.二、教学重难点重点：根据实际问题建立适当的坐标系，并能写出各点的坐标.难点：：根据一些特殊点的坐标复原坐标系.三、教学用具电脑、多媒体、课件、教学用具等四、教学过程设计教学环节教师活动学生活动设计意图环节一创设情境【情境导入】教师活动：教师出示课件，与学生一起做工兵排雷游戏.根据给出的坐标，找到地雷的位置，如果你找对了，地雷就爆炸了，如果找不对，地雷就不会爆炸哦！(-5，0)、(0，4)、(6，4)、(6，-4)、(2，3)、(-2，3)、(-3，-3)、(-5，6)、(2，-3)、(4，-3)、(0，0).预设：尝试找出各点位置，进行排雷游戏通过做工兵排雷游戏，激发学生的学习兴趣.思考：你能写出图中几个点的坐标吗？预设：不能，因为没有建立直角坐标系.给出一个平面图形，要想写出图形中一些点的坐标，必须建立直角坐标系，而直角坐标系如何建立?建立方法是否唯一呢?我们一起来探索下！思考并回答通过给出平面图形，不能直接写出点的坐标，引发学生思考，从而引出新课的学习.环节二探究新知【探究】教师活动：通过探究活动，引导学生探究如何建立适当的平面直角坐标系.如图，长方形ABCD的长与宽分别是6和4，建立适当的直角坐标系，并写出各个顶点的坐标.思考：你是如何建立的直角坐标系?各顶点坐标如何求得?预设：(1)确定坐标原点；(2)确定x轴和y轴，建立直角坐标系；(3)根据条件中线段长度表示各顶点的坐标.合作探究，并交流讨论.以写出长方形各顶点坐标为背景，引领学生探索建立适当的平面直角坐标系，培养合作交流的能力，同时发展数形结合意识.解：如图，以点C 为坐标原点，分别以CD，CB所在的直线为x轴，y轴建立直角坐标系. 此时C点坐标为( 0，0 ).由CD长为6，CB长为4，可得D，B，A的坐标分别为：D( 6 ，0 )，B( 0，4 )，A( 6，4).【议一议】还可以建立其他平面直角坐标系，表示长方形的四个顶点A，B，C，D的坐标吗？预设：成果展示教师引导学生多尝试，方法多样，合理即可.【想一想】由上得知，建立的平面直角坐标系不同，则各点的坐标也不同．你认为怎样建立直角坐标独立尝试，并交流反馈思考并交流明确同一个图形，可以建立多种平面直角坐标系，建立不同的坐标系对应的顶点坐标不同.系才比较适当？预设：①以特殊线段所在直线为坐标轴；②图形上的点尽可能的在坐标轴上；③所得坐标简单，运算简便.注意：建立不同的平面直角坐标系，同一个点就会有不同的坐标，但长方形的形状和性质不会改变．提问：说一说，建立平面直角坐标系的步骤是什么？归纳：建立平面直角坐标系的步骤：(1)定原点.尽可能选择一些特殊点作为坐标原点(如垂足、顶点、中心等)；(2)定坐标轴.坐标轴尽可能建立在已知图形中的线段上；(3)完善平面直角坐标系，如箭头、坐标轴符号、原点、单位长度等.讨论合作探究，交流反馈引导学生如何建立适当的平面直角坐标系.归纳出建立平面直角坐标系的步骤.环节三应用新知【典型例题】教师活动：教师提出问题，学生先独立思考，解答.然后再小组交流探讨，如遇到有困难的学生适当点拨，最终教师展示答题过程.例如图，对于边长为4的等边三角形ABC，建立适当的直角坐标系，并写出各个顶点的坐标.解：如图，以边BC所在直线为x轴，以边BC的中垂线为y轴建立直角坐标系. 引导学生由等边三角形的性质可知AO =，顶点A ，B ，C 的坐标分别为A (0，)；B (-2，0)；C(2，0).提问：想一想，还有其他方法吗？预设：其他方法展示【议一议】在一次“寻宝”游戏中，寻宝人已经找到了坐标为(3，2)和(3，-2)的两个标志物A ，B ，并且知道藏宝地点的坐标为(4，4)，除此外不知道其他信息.如何确定直角坐标系找到“宝藏”？预设：连接AB ，作线段AB 的中垂线，并以这条直线为横轴；将线段AB 分成四等份，以其中的一份为单位长度，以线段AB 的中点为起点，向左找到距起点3个单位长度的点，过这个点明确例题的做法，尝试独立解答，并交流讨论独立思考，尝试解决思考如何选择适当的直角坐标系，从而更简便地描述图形的位置，进一步熟练如何建立适当的平面直角坐标系并写出对应的坐标.根据已知点的坐标来确定平面直角坐标系的原点、单位长度、坐标轴的位置，可以加深学生对平面直角坐标系的理解.作横轴的垂线，并以此作为纵轴，建立直角坐标系.再在新建的直角坐标系内找到坐标为(4，4)的点，即是藏宝地点.环节四巩固新知【随堂练习】教师活动：教师给出练习，随时观察学生完成情况并相应指导，最后给出答案，根据学生完成情况适当分析讲解.1.如图，建立适当的直角坐标系，并写出这个四角星的八个顶点的坐标.2.如图，围棋棋盘放在某平面直角坐标系内，已知黑棋(甲)的坐标为(-2，2)，黑棋(乙)的坐标为(-1，-2)，则白棋(甲)的坐标为__________.3.对于边长为4的正方形，建立适当的直角坐标系，并写出各个顶点的坐标.4.如图所示，在某次行动中，当我方两架飞机处于A(-1，2）与B(3，2)位置时，雷达探测到有一架可疑飞机C 在(1，-2)位置. 请你建立适当的直角坐标系，找出可疑飞机C的位置.自主完成练习，再集体交流评价.通过课堂练习及时巩固本节课所学内容，并考查学生的知识应用能力，培养独立完成练习的习惯.答案：1.解：各顶点坐标如下图：2.解：白棋(甲)的坐标为（2，1）.3.解：如图，以顶点A为原点，AB所在直线为x轴，AD所在直线为y轴建立平面直角坐标系．正方形四个顶点A，B，C，D的坐标分别为：A(0，0)，B(4，0)，C(4，4)，D(0，4).方法不唯一.4.解：点C的位置如图所示：环节五课堂小结思维导图的形式呈现本节课的主要内容：学生尝试回顾本节课所讲的内容通过小结总结回顾本节课学习内容，帮助学生归纳、巩固所学知识.环节六布置作业教科书第66页习题3.4第3、4题学生课后自主完成.通过课后作业，教师能及时了解学生对本节课知识的掌握情况，以便对教学进度和方法进行适当的调整.。
3.2立体几何中的向量方法第3课时 空间向量与空间角 教案(人教A版选修2-1)
第3课时空间向量与空间角●三维目标1.知识与技能(1)理解直线与平面所成角的概念．(2)能够利用向量方法解决线线、线面、面面的夹角求法问题．(3)体会空间向量解决立体几何问题的三步曲．2．过程与方法经历规律方法的形成推导过程、解题的思维过程，体验向量的指导作用．3．情感、态度与价值观通过学习向量及其运算由平面向空间推广的过程，逐步认识向量的科学价值、应用价值和文化价值，提高学习数学的兴趣，树立学好数学的信心．●重点难点重点：向量法求解线线、线面、面面的夹角．难点：线线、线面、面面的夹角与向量夹角的关系．(教师用书独具)●教学建议按照传统方法解立体几何题，需要有较强的空间想象能力、演绎推理能力以及作图能力，学生往往由于这些能力的不足造成解题困难．用向量法处理立体几何问题，实现了几何问题代数化，把对空间图形的研究从“定性推理”转化为“定量计算”，即将复杂的几何论证转化为代数运算，从而避免了几何作图，减少了逻辑推理，降低了难度，学生易于操作，容易接受．本节课宜采取的教学方法：(1)诱导思维法：这种方法有利于学生对知识进行主动建构；有利于突出重点，突破难点；有利于调动学生的主动性和积极性，发挥其创造性．(2)分组讨论法：有利于学生进行交流，及时发现问题，解决问题，培养学生的互相合作精神．(3)讲练结合法：可以及时巩固所学内容，抓住重点，突破难点．学法方面，自主探索、观察发现、类比猜想、合作交流．建构主义学习理论认为，学习是学生积极主动的建构知识的过程，学习应该与学生熟悉的背景相联系．在教学中，让学生在问题情境中，经历知识的形成和发展，通过观察、归纳、思考、探索、交流、反思、参与学习，认识和理解数学知识、学会学习，发展能力．●教学流程创设问题情境，提出空间中两条异面直线的夹角、直线与平面的夹角、二面角的取值范围各是多少？⇒通过引导学生回答问题，分析空间角大小与向量夹角的关系，并进一步得出用向量求空间角的方法.⇒通过例1及其变式训练，使学生掌握利用向量求异面直线所成角的方法及注意事项.⇒通过例2及其变式训练，使学生掌握利用向量求直线与平面所成的角.⇒通过例3及其变式训练，解决利用向量求二面角问题.⇒完成当堂双基达标，巩固所学知识并进行反馈矫正.⇒归纳整理，进行课堂小结，整体认识本节课所学知识.课标解读1.理解直线与平面所成角的概念．(重点)2.会用向量法求线线、线面、面面夹角．(重点、难点)3.正确区分向量夹角与所求线线角、面面角的关系．(易错点)空间角的向量求法【问题导思】1．空间中两条异面直线所成角的范围是多少？【提示】(0，π2]．2．直线与平面的夹角是怎样定义的？夹角的范围是多少？【提示】 平面外一条斜线与它在该平面内的射影所成的角叫斜线与平面所成的角，其取值范围为[0，π2]．3．怎样作出二面角α－l －β的平面角？其平面角的取值范围是多少？【提示】 在二面角α－l －β的棱l 上任取一点O ，在两半平面内分别作射线OA ⊥l ，OB ⊥l ，则∠AOB 就是二面角α－l －β的平面角．它的取值范围是[0，π].角的分类向量求法范围 两异面直线l 1与l 2所成的角θ设l 1与l 2的方向向量为a ，b ，则cos θ＝|cos a ，b|＝|a·b ||a ||b |(0，π2]直线l 与平面α所成的角θ设l 的方向向量为a ，平面α的法向量为n ，则sin θ＝|cos a ，n|＝|a·n ||a ||n |[0，π2]二面角α－l －β的平面角θ设平面α，β的法向量为n 1，n 2，则|cos θ|＝|cos n 1，n 2|＝|n 1·n 2||n 1|·|n 2|[0，π]求异面直线所成的角图3－2－17如图3－2－17，在三棱锥V －ABC 中，顶点C 在空间直角坐标系的原点处，顶点A ，B ，V 分别在x 轴、y 轴、z 轴上，D 是线段AB 的中点，且AC ＝BC ＝2，∠VDC ＝θ.当θ＝π3时，求异面直线AC 与VD 所成角的余弦值．【自主解答】 由于AC ＝BC ＝2，D 是AB 的中点， 所以C (0,0,0)，A (2,0,0)，B (0,2,0)，D (1,1,0)当θ＝π3时，在Rt △VCD 中，CD ＝2，∴V (0,0，6)，∴AC →＝(－2,0,0)，VD →＝(1,1，－6)， ∴cos 〈AC →，VD →〉＝AC →·VD →|AC →||VD →|＝－22×22＝－24.∴异面直线AC 与VD 所成角的余弦值为24.1．几何法求异面直线的夹角时，需要通过作平行线将异面直线的夹角转化为平面角，再解三角形来求解，过程相当复杂；用向量法求异面直线的夹角，可以避免复杂的几何作图和论证过程只需对相应向量运算即可．2．由于两异面直线夹角θ的范围是(0，π2]，而两向量夹角α的范围是[0，π]，故应有cosθ＝|cos α|，求解时要特别注意．在长方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，已知DA ＝DC ＝4，DD 1＝3，求异面直线A 1B 与B 1C 所成角的余弦值．【解】 以D 为坐标原点，分别以DA ，DC ，DD 1所在直线为x 轴、y 轴、z 轴，建立空间直角坐标系，如图，则A 1(4,0,3)，B (4,4,0)，B 1(4,4,3)，C (0,4,0)，得A 1B →＝(0,4，－3)，B 1C →＝(－4,0，－3)．设A 1B →与B 1C →的夹角为θ，则cos θ＝A 1B →·B 1C →|A 1B →||B 1C →|＝925，故A 1B →与B 1C →的夹角的余弦值为925，即异面直线A 1B 与B 1C 所成角的余弦值为925.求线面角图3－2－18(2013·泰安高二检测)如图3－2－18所示，三棱锥P －ABC 中，P A ⊥平面ABC ，AB ⊥AC ，P A ＝AC ＝12AB ，N 为AB 上一点，AB ＝4AN ，M ，S 分别为PB ，BC 的中点．(1)证明：CM ⊥SN ；(2)求SN 与平面CMN 所成角的大小． 【思路探究】 (1)怎样建立坐标系？(2)向量CM →与SN →满足什么关系时有CM ⊥SN 成立？ (3)SN →的坐标是多少？平面CMN 的一个法向量怎么求？SN →与平面CMN 的法向量的夹角就是SN 与平面CMN 所成的角吗？【自主解答】 设P A ＝1，以A 为原点，射线AB ，AC ，AP 分别为x ，y ，z 轴正向建立空间直角坐标系(如图)．则P (0,0,1)，C (0,1,0)，B (2,0,0)，又AN ＝14AB ，M 、S 分别为PB 、BC 的中点，∴N (12，0,0)，M (1,0，12)，S (1，12，0)，(1)CM →＝(1，－1，12)，SN →＝(－12，－12，0)，∴CM →·SN →＝(1，－1，12)·(－12，－12，0)＝0，因此CM ⊥SN .(2)NC →＝(－12，1,0)，设a ＝(x ，y ，z )为平面CMN 的一个法向量，∴CM →·a ＝0，NC →·a ＝0.则⎩⎨⎧x －y ＋12z ＝0，－12x ＋y ＝0.∴⎩⎪⎨⎪⎧x ＝2y ，z ＝－2y . 取y ＝1，则得a ＝(2,1，－2)． 因为cos a ，SN →＝－1－123×22＝－22.∴〈a ，SN →〉＝34π.所以SN 与平面CMN 所成角为34π－π2＝π4.1．本题中直线的方向向量SN →与平面的法向量a 的夹角并不是所求线面角θ，它们的关系是sin θ＝|cos 〈SN →，a 〉|.2．若直线l 与平面α的夹角为θ，利用法向量计算θ的步骤如下：如图3－2－19，正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 是C 1C 的中点，求BE 与平面B 1BDD 1所成角的余弦值．图3－2－19【解】 如图，建立空间直角坐标系，设正方体的棱长为2，则B (2,2,0)，B 1(2,2,2)，E (0,2,1)，BD →＝(－2，－2,0)，BB 1→＝(0,0,2)，BE →＝(－2,0,1)．AC →＝(－2,2,0)即平面B 1BDD 1的一个法向量，设n ＝(－1,1,0)． cos 〈n ，BE →〉＝n ·BE →|n ||BE →|＝105.设BE 与平面B 1BD 所成角为θ，cos θ＝sin 〈n ，BE →〉＝155，即BE 与平面B 1BD 所成角的余弦值为155.求二面角图3－2－20如图3－2－20，若正方形ACDE所在的平面与平面ABC垂直，M是CE和AD 的交点，AC⊥BC，且AC＝BC，求二面角A－EB－C的大小．【思路探究】(1)根据已知条件，你能建立空间直角坐标系吗？A、B、C、E、M的坐标分别为多少？(2)怎样用法向量法求二面角A－EB－C的大小？【自主解答】∵四边形ACDE是正方形，∴EA⊥AC.又∵平面ACDE⊥平面ABC，∴EA⊥平面ABC.以点A为坐标原点，以过A点平行于BC的直线为x轴，分别以直线AC，AE为y轴、z轴，建立如图所示的空间直角坐标系Axyz.设EA＝AC＝BC＝2，则A(0,0,0)，B(2,2,0)，C(0,2,0)，E(0,0,2)．∵M是正方形ACDE的对角线的交点，∴M(0,1,1)．设平面EAB的法向量为n＝(x，y，z)，则n⊥AE→且n⊥AB→，从而有n·AE→＝0且n·AB→＝0.又∵AE →＝(0,0,2)，AB →＝(2,2,0)，∴⎩⎪⎨⎪⎧ (x ，y ，z )·(0，0，2)＝0，(x ，y ，z )·(2，2，0)＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧z ＝0，x ＋y ＝0.取y ＝－1，则x ＝1，则n ＝(1，－1,0)． 又∵AM →为平面EBC 的一个法向量， 且AM →＝(0,1,1)，∴cos 〈n ，AM →〉＝n ·AM →|n ||AM →|＝－12.设二面角A －EB －C 的平面角为θ，则cos θ＝12，即θ＝60°.故二面角A －EB －C 为60°.用向量法求二面角的大小，可以避免作出二面角的平面角这一难点，转化为计算两半平面法向量的夹角问题，具体求解步骤如下：(1)建立空间直角坐标系；(2)分别求出二面角的两个半平面所在平面的法向量； (3)求两个法向量的夹角；(4)判断所求二面角的平面角是锐角还是钝角； (5)确定二面角的大小．图3－2－21已知正三棱柱ABC －A 1B 1C 1的各条棱长均为a ，D 是侧棱CC 1的中点，求平面AB 1D 与平面ABC 所成二面角(锐角)的大小．【解】 以B 为原点，过点B 与BC 垂直的直线为x 轴，BC 所在的直线为y 轴，BB 1所在直线为z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则B (0,0,0)，C (0，a,0)，B 1(0,0，a )，C 1(0，a ，a )，A (－32a ，a 2，0)，A 1(－32a ，a2，a )，D (0，a ，a2)．故AB 1→＝(32a ，－a 2，a )，B 1D →＝(0，a ，－a 2)．设平面AB 1D 的法向量为n ＝(x ，y ，z )， 则n ·AB 1→＝0，n ·B 1D →＝0， 即⎩⎨⎧32ax －a 2y ＋az ＝0，ay －a2z ＝0.得x ＝－3y ，z ＝2y .取y ＝1，则n ＝(－3，1,2)． ∵平面ABC 的法向量是AA 1→＝(0,0，a )， ∴二面角θ的余弦值为 cos θ＝AA 1→·n |AA 1→||n |＝22.∴θ＝π4.∴平面AB 1D 与平面ABC 所成二面角(锐角)的大小为π4.对所求角与向量夹角的关系不理解致误正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中，求二面角A －BD 1－C 的大小．【错解】 以D 为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系，设正方体的棱长为1， 则D (0,0,0)，A 1(1,0,1)，C 1(0,1,1)．由题意知DA 1→是平面ABD 1的一个法向量，DA 1→＝(1,0,1)， DC 1→是平面BCD 1的一个法向量，DC 1→＝(0,1,1)， 所以cos 〈DA 1→，DC 1→〉＝DC 1→·DA 1→|DC 1→|·|DA 1→|＝12.所以〈DA 1→，DC 1→〉＝60°.即二面角A －BD 1－C 的大小为60°.【错因分析】 用法向量的夹角判断二面角的大小时出现错误，根据法向量的方向可知，二面角为钝角，而不是锐角．【防范措施】 利用法向量求二面角时，要注意法向量的夹角与二面角的大小关系是相等或互补，在求出两向量的夹角后，一定要观察图形或判断法向量的方向来确定所求二面角与其相等还是互补．【正解】 以D 为坐标原点建立如图所示的空间直角坐标系， 设正方体的棱长为1，则D (0,0,0)，A 1(1,0,1)，C 1(0,1,1)．由题意知DA 1→＝(1,0,1)是平面ABD 1的一个法向量， DC 1→＝(0,1,1)是平面BCD 1的一个法向量．所以cos 〈DA 1→，DC 1→〉＝DC 1→·DA 1→|DC 1→|·|DA 1→|＝12，所以〈DA 1→，DC 1→〉＝60°.所以二面角A －BD 1－C 的大小为120°.利用空间向量求空间角的基本思路是把空间角转化为两个向量夹角的关系，解决方法一般有两种，即坐标法和基向量法，当题目中有明显的线面垂直关系时，尽量建立空间直角坐标系，用坐标法解决．需要注意的是要理清所求角与向量夹角之间的关系，以防求错结果.1．若异面直线l 1的方向向量与l 2的方向向量的夹角为150°，则l 1与l 2所成的角为( ) A ．30° B ．150° C ．30°或150° D ．以上均不对【解析】 l 1与l 2所成的角与其方向向量的夹角相等或互补，且异面直线所成角的范围为(0，π2]．应选A.【答案】 A2．已知向量m ，n 分别是直线l 与平面α的方向向量、法向量，若cos 〈m ，n 〉＝－32，则l 与α所成的角为( )A ．30°B ．60°C ．150°D ．120°【解析】 设l 与α所成的角为θ，则sin θ＝|cos 〈m ，n 〉|＝32， ∴θ＝60°，应选B. 【答案】 B3．已知平面α的法向量u ＝(1,0，－1)，平面β的法向量v ＝(0，－1,1)，则平面α与β所成的二面角的大小为________．【解析】 cos 〈u ，v 〉＝－12·2＝－12，∴〈u ，v 〉＝23π，而所成的二面角可锐可钝，故也可以是π3.【答案】 π3或23π图3－2－224．如图3－2－22直三棱柱ABC －A 1B 1C 1中，∠ACB ＝90°，AC ＝BC ＝1，CC 1＝2，求直线A 1B 与平面BB 1C 1C 所成角的正弦值．【解】 以CA ，CB ，CC 1所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系，则B (0,1,0)，C 1(0,0,2)，A 1(1,0,2)．则A 1B →＝(－1,1，－2)，平面BB 1C 1C 的法向量n ＝(1,0,0)． 设直线A 1B 与平面BB 1C 1C 所成角为θ，A 1B →与n 的夹角为φ， 则cos φ＝A 1B →·n |A 1B →||n |＝－66，∴sin θ＝|cos φ|＝66.∴直线A 1B 与平面BB 1C 1C 所成角的正弦值为66.一、选择题1．(2013·济南高二检测)已知A (0,1,1)，B (2，－1,0)，C (3,5,7)，D (1,2,4)，则直线AB 与直线CD 所成角的余弦值为( )A.52266 B ．－52266 C.52222 D ．－52222【解析】 AB →＝(2，－2，－1)，CD →＝(－2，－3，－3)， ∴cos 〈AB →，CD →〉＝AB →·CD →|AB →||CD →|＝53×22＝52266，∴直线AB 、CD 所成角的余弦值为52266.【答案】 A2．已知A ∈α，P ∉α，P A →＝(－32，12，2)，平面α的一个法向量n ＝(0，－12，－2)，则直线P A 与平面α所成的角为( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．150°【解析】 设直线P A 与平面α所成的角为θ，则sin θ＝|cos 〈P A →，n 〉|＝|0×(－32)－12×12－2×2|(－32)2＋(12)2＋(2)2·(－12)2＋(－2)2＝32.∴θ＝60°. 【答案】 C3．正方形ABCD 所在平面外一点P ，P A ⊥平面ABCD ，若P A ＝AB ，则平面P AB 与平面PCD 的夹角为( )A ．30°B ．45°C ．60°D ．90°【解】 如图所示，建立空间直角坐标系，设P A ＝AB ＝1.则A (0,0,0)，D (0,1,0)，P (0,0,1)．于是AD→＝(0,1,0)．取PD中点为E，则E(0，12，1 2)，∴AE→＝(0，12，1 2)，易知AD→是平面P AB的法向量，AE→是平面PCD的法向量，∴cos AD→，AE→＝22，∴平面P AB与平面PCD的夹角为45°.【答案】 B4．(2013·西安高二检测)一个二面角的两个面分别垂直于另一个二面角的两个面，那么这两个二面角()A．相等B．互补C．相等或互补 D．无法确定【解析】举例说明，如图所示两个二面角的半平面分别垂直，则半平面γ绕轴l旋转时，总有γ⊥β，故两个二面角大小无法确定关系．【答案】 D5．已知在长方体ABCD－A1B1C1D1中，AB＝BC＝1，AA1＝2，E是侧棱BB1的中点，则直线AE与平面A1ED1所成角的大小为()A．60°B．90°C．45°D．以上都不对【解析】以点D为原点，分别以DA，DC，DD1所在直线为x轴、y轴、z轴，建立空间直角坐标系，如图．由题意知，A 1(1,0,2)，E (1,1,1)，D 1(0,0,2)，A (1,0,0)，所以A 1E →＝(0,1，－1)，D 1E →＝(1,1，－1)，EA →＝(0，－1，－1)．设平面A 1ED 1的一个法向量为n ＝(x ，y ，z )， 则⎩⎪⎨⎪⎧n ·A 1E →＝0，n ·D 1E →＝0⇒⎩⎪⎨⎪⎧y －z ＝0，x ＋y －z ＝0.令z ＝1，得y ＝1，x ＝0，所以n ＝(0,1,1)， cos 〈n ，EA →〉＝n ·EA →|n ||EA →|＝－22·2＝－1.所以〈n ，EA →〉＝180°.所以直线AE 与平面A 1ED 1所成的角为90°. 【答案】 B 二、填空题6．(2013·荆州高二检测)棱长为1的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中，M 、N 分别为A 1B 1、BB 1的中点，则异面直线AM 与CN 所成角的余弦值是________．【解析】 依题意，建立如图所示的坐标系，则A (1,0,0)，M (1，12，1)，C (0,1,0)，N (1,1，12)， ∴AM →＝(0，12，1)，CN →＝(1,0，12)，∴cos 〈AM →，CN →〉＝1252·52＝25，故异面直线AM 与CN 所成角的余弦值为25.【答案】 25图3－2－237．如图3－2－23，在三棱锥O －ABC 中，OA ＝OB ＝OC ＝1，∠AOB ＝90°，OC ⊥平面AOB ，D 为AB 的中点，则OD 与平面OBC 的夹角为________．【解析】 ∵OA ⊥平面OBC ， ∴OA →是平面OBC 的一个法向量． 而D 为AB 的中点，OA ＝OB ， ∴∠AOD ＝〈OD →，OA →〉＝45°.∴OD 与平面OBC 所成的角θ＝90°－45°＝45°. 【答案】 45°8．在空间中，已知平面α过(3,0,0)和(0,4,0)及z 轴上一点(0,0，a )(a ＞0)，如果平面α与平面xOy 的夹角为45°，则a ＝________.【解析】 平面xOy 的法向量为n ＝(0,0,1)，设平面α的法向量为u ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧－3x ＋4y ＝0，－3x ＋az ＝0， 即3x ＝4y ＝az ，取z ＝1，则u ＝(a 3，a4，1)．而cos 〈n ，u 〉＝1a 29＋a 216＋1＝22， 又∵a ＞0，∴a ＝125.【答案】125三、解答题图3－2－249．如图3－2－24所示，在四面体ABCD 中，O ，E 分别是BD ，BC 的中点，CA ＝CB ＝CD ＝BD ＝2，AB ＝AD ＝ 2.(1)求证AO ⊥平面BCD ；(2)求异面直线AB 与CD 所成角的余弦值．【解】 (1)证明 连结OC ，由题意知BO ＝DO ，AB ＝AD ，∴AO ⊥BD . 又BO ＝DO ，BC ＝CD ，∴CO ⊥BD .在△AOC 中，由已知可得AO ＝1，CO ＝3， 又AC ＝2，∴AO 2＋CO 2＝AC 2， ∴∠AOC ＝90°，即AO ⊥OC . ∵BD ∩OC ＝O ，∴AO ⊥平面BCD . (2)以O 为坐标原点建立空间直角坐标系， 则B (1,0,0)，D (－1,0,0)，C (0，3，0)，A (0,0,1)， E (12，32，0)， ∴BA →＝(－1,0,1)，CD →＝(－1，－3，0)， ∴cos 〈BA →，CD →〉＝BA →·CD →|BA →|·|CD →|＝24.∴异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为24. 10．四棱锥P —ABCD 的底面是正方形，PD ⊥底面ABCD ，点E 在棱PB 上．(1)求证：平面AEC ⊥平面PDB ；(2)当PD ＝2AB 且E 为PB 的中点时，求AE 与平面PDB 所成的角的大小．【解】 如图，以D 为原点建立空间直角坐标系Dxyz ，设AB ＝a ，PD ＝h ，则 A (a,0,0)，B (a ，a,0)，C (0，a,0)，D (0,0,0)，P (0,0，h )， (1)∵AC →＝(－a ，a,0)，DP →＝(0,0，h )，DB →＝(a ，a,0)， ∴AC →·DP →＝0，AC →·DB →＝0，∴AC ⊥DP ，AC ⊥DB ，又DP ∩DB ＝D ，∴AC ⊥平面PDB ， 又AC ⊂平面AEC ，∴平面AEC ⊥平面PDB .(2)当PD ＝2AB 且E 为PB 的中点时，P (0,0，2a )，E (12a ，12a ，22a )，设AC ∩BD ＝O ，O (a 2，a2，0)连结OE ，由(1)知AC ⊥平面PDB 于O ，∴∠AEO 为AE 与平面PDB 所成的角，∵EA →＝(12a ，－12a ，－22a )，EO →＝(0,0，－22a )，∴cos ∠AEO ＝EA →·EO →|EA →|·|EO →|＝22，∴∠AEO ＝45°，即AE 与平面PDB 所成的角的大小为45°.图3－2－2511．如图3－2－25，在长方体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，E 、F 分别是棱BC ，CC 1上的点，CF ＝AB ＝2CE ，AB ∶AD ∶AA 1＝1∶2∶4.(1)求异面直线EF 与A 1D 所成角的余弦值； (2)证明：AF ⊥平面A 1ED ； (3)求二面角A 1－ED －F 的正弦值．【解】 如图所示，建立空间直角坐标系，点A 为坐标原点，设AB ＝1，依题意得D (0,2,0)，F (1,2,1，)A 1(0,0,4)，E (1，32，0)．(1)易得EF →＝(0，12，1)，A 1D →＝(0,2，－4)．于是cos 〈EF →，A 1D →〉＝EF →·A 1D →|EF →||A 1D →|＝－35.所以异面直线EF 与A 1D 所成角的余弦值为35.(2)已知AF →＝(1,2,1)，EA 1→＝(－1，－32，4)，ED →＝(－1，12，0)．于是AF →·EA 1→＝0，AF →·ED →＝0，因此，AF ⊥EA 1，AF ⊥ED ，又EA 1∩ED ＝E . 所以AF ⊥平面A 1ED .(3)设平面EFD 的法向量u ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧ u ·EF →＝0u ·ED →＝0，即⎩⎨⎧ 12y ＋z ＝0－x ＋12y ＝0.不妨令x ＝1，可得u ＝(1,2，－1)．由(2)可知，AF →为平面A 1ED 的一个法向量．于是cos 〈u ，AF →〉＝u ·AF →|u ||AF →|＝23， 从而sin 〈u ，AF →〉＝53. 所以二面角A 1－ED －F 的正弦值为53.三棱锥P －ABC 中，AB ＝AC ，D 为BC 的中点，PO ⊥平面ABC ，垂足O 落在线段AD 上，已知BC ＝8，PO ＝4，AO ＝3，OD ＝2.(1)求证AP ⊥BC . (2)在线段AP 上是否存在点M ，使得二面角A －MC －B 为直二面角？若存在，求出AM 的长；若不存在，请说明理由．【自主解答】 (1)由AB ＝AC ，D 是BC 的中点得AD ⊥BC ，因为PO ⊥平面ABC ， 又BC ⊂平面ABC ，所以PO ⊥BC ，又PO ∩AD ＝O ，所以BC ⊥平面P AO ，又AP ⊂平面P AO ，所以BC ⊥AP .(2)存在．以O 为坐标原点，以OD ，OP 所在直线分别为y 轴、z 轴，以过O 点且垂直于面POD 的直线为x 轴，建立如图所示的空间直角坐标系，则O (0,0,0)，A (0，－3,0)，B (4,2,0)，C (－4,2,0)，P (0,0,4)，所以AP →＝(0,3,4)，BP →＝(－4，－2,4)，设PM →＝λP A →(λ≠1)，则PM →＝λ(0，－3，－4)，所以BM →＝BP →＋PM →＝BP →＋λP A →＝(－4，－2,4)＋λ(0，－3，－4)＝(－4，－2－3λ，4－4λ)，AC →＝(－4,5,0)，BC →＝(－8,0,0)，设平面BMC 的一个法向量为n 1＝(x 1，y 1，z 1)，则⎩⎪⎨⎪⎧BM →·n 1＝0，BC →·n 1＝0， 即⎩⎪⎨⎪⎧ －4x 1－(2＋3λ)y 1＋(4－4λ)z 1＝0，－8x 1＝0， 令y 1＝4－4λ，得⎩⎪⎨⎪⎧ x 1＝0，z 1＝2＋3λ，可取n 1＝(0,4－4λ，2＋3λ)，由题意知平面AMC 与平面APC 是一个平面，∴设平面APC 的一个法向量为n 2＝(x 2，y 2，z 2)则⎩⎪⎨⎪⎧AP →·n 1＝0AC →·n 2＝0即⎩⎪⎨⎪⎧ 3y 2＋4z 2＝0－4x 2＋5y 2＝0. 所以⎩⎨⎧ x 2＝54y 2，z 2＝－34y 2，可取n 2＝(5,4，－3)，由题意得n 1·n 2＝0，即4(4－4λ)－3(2＋3λ)＝0，解得λ＝25，故AM ＝3. 综上所述，存在点M 符合题意，AM ＝3.。
2020_2021学年高中数学第三章空间向量与立体几何3.2第3课时用空间向量解决空间角与距离问题课
用空间向量解决空间角与距离问题[A 组 学业达标]1.如图，正四棱柱ABCD A 1B 1C 1D 1中，AA 1＝2AB ，则异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为( ) A.15B.25 C.35 D.45解析：以D 为坐标原点，DA ，DC ，DD 1所在直线为x 轴，y 轴，z 轴建立空间直角坐标系Dxyz ， 设AB ＝1.则B (1,1,0)，A 1(1,0,2)，A (1,0,0)，D 1(0,0,2)，A 1B →＝(0,1，－2)，AD 1→＝(－1,0,2)，cos 〈A 1B →，AD 1→〉＝A 1B →·AD 1→|A 1B →||AD 1→|＝－45×5＝－45，∴异面直线A 1B 与AD 1所成角的余弦值为45. 答案：D2．二面角的棱上有A 、B 两点，直线AC 、BD 分别在这个二面角的两个半平面内，且都垂直于AB .已知AB ＝4，AC ＝6，BD ＝8，CD ＝217，则该二面角的大小为( )A ．150°B ．45°C ．60°D ．120°解析：由条件，知CA →·AB →＝0，AB →·BD →＝0，CD →＝CA →＋AB →＋BD →.∴|CD →|2＝|CA →|2＋|AB →|2＋|BD →|2＋2CA →·AB →＋2AB →·BD →＋2CA →·BD →＝62＋42＋82＋2×6×8cos 〈CA →，BD →〉 ＝(217)2， ∴cos 〈CA →，BD →〉＝－12，〈CA →，BD →〉＝120°，∴二面角的大小为60°. 答案：C3．把正方形ABCD 沿对角线AC 折起成直二面角，点E 、F 分别是AD 、BC 的中点，O 是正方形中心，则折起后，∠EOF 的大小为( ) A ．30°B ．90° C ．120°D ．60°解析：OE →＝12(OA →＋OD →)，OF →＝12(OB →＋OC →)，∴OE →·OF →＝14(OA →·OB →＋OA →·OC →＋OD →·OB →＋OD →·OC →)＝－14|OA →|2.又|OE →|＝|OF →|＝22|OA →|，∴cos 〈OE →，OF →〉＝－14|OA →|212|OA →|2＝－12.∴∠EOF ＝120°.故选C. 答案：C4．正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中，BB 1与平面ACD 1所成角的余弦值为( ) A.23B.33C.23D.63解析：建系如图，设正方体棱长为1， 则BB 1→＝(0,0,1)． ∵B 1D ⊥面ACD 1，∴取DB 1→＝(1,1,1)为面ACD 1的法向量． 设BB 1与平面ACD 1所成角为θ， 则sin θ＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪BB1→·DB 1→|BB1→||DB 1→|＝13＝33， ∴cos θ＝63.答案：D5.如图所示，在几何体A BCD 中，AB ⊥平面BCD ，BC ⊥CD ，且AB ＝BC ＝1，CD ＝2，点E 为CD 中点，则AE 的长为( ) A.2 B.3 C ．2 D.5 解析：AE →＝AB →＋BC →＋CE →， ∵|AB →|＝|BC →|＝1＝|CE →|， 且AB →·BC →＝AB →·CE →＝BC →·CE →＝0. 又∵AE →2＝(AB →＋BC →＋CE →)2， ∴AE →2＝3， ∴AE 的长为 3.故选B. 答案：B6.如图，在正三棱柱ABC A 1B 1C 1中，已知AB ＝1，点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________．解析：取AC 、A 1C 1的中点M 、M 1，连接MM 1、BM .过D 作DN ∥BM ，交MM 1于点N ，则容易证明DN ⊥平面AA 1C 1C .连接AN，则∠DAN就是AD与平面AA1C1C所成的角．在Rt△DAN中，sin∠DAN＝NDAD＝322＝64.答案：647．正方体ABCDA1B1C1D1中，直线BC1与平面A1BD所成的角的正弦值是________．解析：如图，以DA、DC、DD1分别为x轴，y轴，z轴建立空间直角坐标系，取正方体的棱长为1，则A(1,0,0)，B(1,1,0)，C1(0,1,1)，易证AC1→是平面A1BD的一个法向量.AC1→＝(－1,1,1)，BC1→＝(－1,0,1)．cos〈AC1→，BC1→〉＝1＋13×2＝63.所以BC1与平面A1BD所成角的正弦值为63.答案：638.如图，已知正三棱柱ABCA1B1C1的各条棱长都相等，M是侧棱CC1的中点，则异面直线AB1和BM所成角的大小是________． 答案：90°9.如图所示，已知在四面体ABCD 中，O 为BD 的中点，CA ＝CB ＝CD ＝BD ＝2，AB ＝AD ＝ 2.(1)求证：AO ⊥平面BCD ；(2)求异面直线AB 与CD 所成角的余弦值．解析：(1)证明：因为BO ＝DO ，AB ＝AD ，所以AO ⊥BD . 因为BO ＝DO ，BC ＝CD ，所以CO ⊥BD . 在△AOC 中，由已知可得AO ＝1，CO ＝3，而AC ＝2，所以AO 2＋CO 2＝AC 2，所以∠AOC ＝90°，即AO ⊥OC .因为BD ∩OC ＝O ，所以AO ⊥平面BCD .(2)以O 为坐标原点，建立如图所示的空间直角坐标系，则B (1,0,0)，D (－1,0,0)，C (0，3，0)，A (0,0,1)，BA →＝(－1,0,1)， CD →＝(－1，－3，0)，所以cos 〈BA →，CD →〉＝BA →·CD →|BA →||CD →|＝24，所以异面直线AB 与CD 所成角的余弦值为24.10.如图，四棱锥P ABCD 中，PA ⊥底面ABCD ，AB ∥CD ，AD ＝CD ＝1，∠BAD ＝120°，∠ACB ＝90°. (1)求证：BC ⊥平面PAC ；(2)若二面角D PC A 的余弦值为55，求点A 到平面PBC 的距离．解析：(1)证明：∵PA ⊥底面ABCD ，BC ⊂平面ABCD ，∴PA ⊥BC ， ∵∠ACB ＝90°，∴BC ⊥AC ，又PA ∩AC ＝A ， ∴BC ⊥平面PAC .(2)设AP ＝h ，取CD 的中点E ，则AE ⊥CD ，∴AE ⊥AB .又PA ⊥底面ABCD ，∴PA ⊥AE ，PA ⊥AB ，建立如图所示的空间直角坐标系，则A (0,0,0)，P (0,0，h )，C ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，12，0，D ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，－12，0，B (0,2,0)，PC →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，12，－h ，DC →＝(0,1,0)，设平面PDC 的法向量n 1＝(x 1，y 1，z 1)，则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·PC →＝0，n 1·DC →＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧32x 1＋12y 1－hz 1＝0，y 1＝0，取x 1＝h ，∴n 1＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫h ，0，32， 由(1)平面PAC 的一个法向量为BC →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，－32，0.∴|cos 〈n 1，BC →〉|＝32hh 2＋34×3＝55，解得h ＝3，同理可求得平面PBC的一个法向量n 2＝(3，3，2)，所以，点A 到平面PBC 的距离为d ＝|AP →·n 2||n 2|＝234＝32.[B 组 能力提升]11．二面角αl β等于120°，A 、B 是棱l 上两点，AC 、BD 分别在半平面α、β内，AC ⊥l ，BD ⊥l ，且AB ＝AC ＝BD ＝1，则CD 的长等于( ) A.2B.3 C ．2 D.5解析：如图，∵二面角α－l －β等于120°，∴CA →与BD →夹角为60°.由题设知，CA →⊥AB →，AB →⊥BD →，|AB →|＝|AC →|＝|BD →|＝1， |CD →|2＝|CA →＋AB →＋BD →|2＝|CA →|2＋|AB →|2＋|BD →|2＋2CA →·AB →＋2AB →·BD →＋2CA →·BD →＝3＋2×cos 60° ＝4，∴|CD →|＝2.故选C. 答案：C12．正方体ABCD A 1B 1C 1D 1的棱长为1，O 是A 1C 1的中点，则O 到平面ABC 1D 1的距离为( ) A.32B.24C.12D.33解析：以DA →、DC →、DD 1→为正交基底建立空间直角坐标系，则A 1(1,0,1)，C 1(0,1,1)，C 1O →＝12C 1A 1→＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12，－12，0，平面ABC 1D 1的法向量DA 1→＝(1,0,1)，点O 到平面ABC 1D 1的距离d ＝|DA 1→·C 1O →||DA 1→|＝122＝24.故选B.答案：B13.正三角形ABC 与正三角形BCD 所在的平面互相垂直，则直线CD 与平面ABD 所成角的正弦值为________．解析：取BC 的中点O ，连接AO ，DO ，建立如图所示的空间直角坐标系O xyz .设BC ＝1，则A ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0，0，32，B ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0，－12，0，C ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0，12，0，D ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，0，0，所以BA →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫0，12，32， BD →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，12，0，CD →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫32，－12，0.设平面ABD 的法向量为n ＝(x ，y ，z )，则⎩⎪⎨⎪⎧n ·BA →＝0，n ·BD →＝0，所以⎩⎪⎨⎪⎧12y ＋32z ＝0，32x ＋12y ＝0，取x ＝1，则y ＝－3，z ＝1，所以n ＝(1，－3，1)，所以cos 〈n ，CD →〉＝32＋325×1＝155，因此直线CD 与平面ABD 所成角的正弦值为155.答案：15514．在正四棱柱ABCD A 1B 1C 1D 1中，AA 1＝4，AB ＝BC ＝2，动点P ，Q 分别在线段C 1D ，AC 上，则线段PQ 长度的最小值是________．解析：以D 为原点，分别以DA →，DC →，DD 1→为x ，y ，z 轴正方向，建立如图所示空间直角坐标系，则D (0,0,0)，A (2,0,0)，C (0,2,0)，C 1(0,2,4)，设DP →＝tDC 1→，AQ →＝mAC →(t ，m ∈[0,1])，∴DP →＝t (0,2,4)＝(0,2t,4t )，DQ →＝DA →＋mAC →＝(2,0,0)＋m (－2,2,0)＝(2－2m,2m,0)． ∴P (0,2t,4t )，Q (2－2m,2m,0)， ∴PQ →＝(2－2m,2m －2t ，－4t )， 则|PQ →|＝2－2m2＋2m －2t 2＋－4t 2＝25⎝⎛⎭⎪⎪⎫t －m 52＋95⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫m －592＋49≥249＝43，当且仅当t ＝m 5，m ＝59，即t ＝19，m ＝59时取等号，∴线段PQ 长度的最小值为43.15．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DF 的中点．(1)设P 是CE 上的一点，且AP ⊥BE ，求∠CBP 的大小； (2)当AB ＝3，AD ＝2时，求二面角E AG C 的大小．解析：(1)因为AP ⊥BE ，AB ⊥BE ，AB ，AP ⊂平面ABP ，AB ∩AP ＝A ，所以BE ⊥平面ABP .又BP ⊂平面ABP ，所以BE ⊥BP . 又∠EBC ＝120°，因此∠CBP ＝30°.(2)以B 为坐标原点，分别以BE ，BP ，BA 所在的直线为x 轴、y 轴、z 轴，建立如图所示的空间直角坐标系．由题意得A (0,0,3)，E (2,0,0)，G (1，3，3)，C (－1，3，0)，故AE →＝(2,0，－3)，AG →＝(1，3，0)，CG →＝(2,0,3)．设m ＝(x 1，y 1，z 1)是平面AEG 的法向量，由⎩⎪⎨⎪⎧m ·AE →＝0，m ·AG →＝0，可得⎩⎪⎨⎪⎧2x 1－3z 1＝0，x 1＋3y 1＝0，取z 1＝2，可得平面AEG 的法向量m ＝(3，－3，2)，设n ＝(x 2，y 2，z 2)是平面ACG 的一个法向量，则⎩⎪⎨⎪⎧n ·AG →＝0n ·CG →＝0，可得⎩⎪⎨⎪⎧x 2＋3y 2＝02x 2＋3y 2＝0，取x 2＝－2，可得平面ACG 的一个法向量n ＝(3，－3，－2)，所以cos 〈m ，n 〉＝m ·n |m ||n |＝12.因此二面角E AG C 的大小为60°.16.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 ＝6，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．解析：(1)证明：设AC ，BD 的交点为O ，连接OM ，如图所示．∵PD∥平面MAC，且平面PBD∩平面MAC＝MO，∴PD∥MO.∵O为BD的中点，∴M为PB的中点．(2)取AD的中点E，连接PE.∵PA＝PD，∴PE⊥AD.又∵平面PAD⊥平面ABCD，且平面PAD∩平面ABCD＝AD，PE⊂平面PAD，∴PE⊥平面ABCD.建立如图所示的空间直角坐标系，则B(－2,4,0)，P(0,0，2)，D(2,0,0)，A(－2,0,0)，DP→＝(－2,0，2)，DB→＝(－4,4,0)．易知平面PDA的法向量m＝(0,1,0)，设平面BPD的法向量为n＝(x0，y0，z0)，则⎩⎪⎨⎪⎧n·DP→＝－2x0＋2z0＝0，n·DB→＝－4x0＋4y0＝0，可取n＝(1,1，2)．设二面角BPDA的平面角为θ，∴|cos θ|＝|cos 〈m ，n 〉|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪m ·n |m ||n |＝11·12＋12＋22＝12， 由图可知，二面角B PD A 为锐二面角， ∴θ＝π3，即二面角B PD A 的大小为60°.(3)由(2)可知M ⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫－1，2，22，C (2,4,0)，MC →＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫3，2，－22， 设直线MC 与平面BDP 所成的角为α，则有 sin α＝|cos 〈MC →，n 〉|＝⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪MC →·n |MC →||n | ＝3＋2－11＋1＋22·32＋22＋⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫－222＝269.∴直线MC 与平面BDP 所成角的正弦值为269.。
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F
E
B
N
C
自学检测：
A H
E
B
F
D
G
C
如图,四边形ABCD四边的中点分别为E,F,G,H, 平行四边形 1、四边形EFGH是_________ 菱形 2、当AC＝BD时，四边形EFGH是_________ 矩形 3、当AC⊥ BD时，四边形EFGH是_________ 4、当AC⊥ BD且AC＝BD时，四边形EFGH是 正方形 ____________
边形是矩形） ∵CD是ABC的角平分线 ∴DEDF（角平分
D
B
线上的点到角的两边距离相等） ∴矩形DFCE为正方形（一组邻边相等的矩形
是正方形）
例3. 已知:如图,E、F、G分别是正方形ABCD中
BC、AB、CD上的点,且AE⊥FG.
求证:AE=FG.
A D G F B E C
分析:若将线段FG,沿射线FB方向平移, 平移距离为线段FB的长.由于条件
正方形问题中常见的图形变换:
（１）
D
C
D
C
F
E
E D O
A C F O D
B
A D
B
F
C
C D
C
E A E B A F B A
E
F B
O
A E
B
F
（２）
D F C
D P C
A
E
D
B
P
A
C
B
A
B
仿例题 做习题
如图,正方形ABCD中,∠EBF=45°,E、F分别在边AD和CD 上.求证:EF=AE+FC. 分析:待证结论中EF与AE、FC比较分 散,应想办法移动图形,相对集中,考虑 B
A
D
G
F
p E C
给出的是正方形,因此可得到线段
B
BP（如图）这样可利用正方形的特
征,得到ABE绕正方形对角线交点
逆时针旋转90能与BCP重合,对应 线段AEBPFG 解答过程略.
点评:是不是这个题目的条件还可以这样变更:如图, 若M、N分别是AD、BC上的点,E、F分别是AB、 DC上的点,且有MNEF,那MN与EF的数量关 系一定等吗?请说明你的理由.
４.是中心对称图形又是轴对称图形有四条对称轴 .
一.正方形的特征 １.边:四条边相等;
A D
AB=BC=CD=DA
２.角:四个角相等;
B
C
∠A=∠B=∠C=∠D=90°
A D
３.对角线:相等且互相垂直平分;
O B C
AC=BD,AC⊥BD,
AO=OC,BO=OD
G A
D
E B
O
F C
４.O是正方形ABCD的对称中心,
p A E D
F
B
C
小结:
１.正方形是一个很美丽的图形,由它的对称性我们可以找到它的
很多特征.
２.正方形是特殊的矩形;特殊的菱形,它们都是特殊的平行四边形, 因此在记忆它们的定义、特征和识别方法时,必须掌握它们的共性 与个性.
当堂 训练
见作业纸
祝你成功！
2
∵BEBC 在BEC中由内角和可知
180 ∴BCE =BEC = （ CBE)=67.5
B
C
∴DCEBCDBCE9067.522.5
例1.如图,E是正方形ABCD内一点,且 △ABE是等边三角形. 求:∠BED的度数. 分析:由于正方形ABCD与正三角形ABE边 等,因此可利用特殊四边形和三角形角的 关系得到结论.
2.特殊的平行四边形 -----正方形
驶向胜利 的彼岸
普宁二中实验学校 初三数学组
学习目标
1．正方形的有关概念及与平行四边 形的联系
2．掌握正方形的性质定理和判定定 理
自学指导3：
正方形的性质:
矩形 正方形
平行四边形
菱形
１.是更特殊的平行四边形:具有平行四边形的一般特征; ２.是特殊的矩形:有一组邻边相等的矩形; ３.是特殊的菱形:有一个角是直角的菱形;
D E C
A
B
解:∵正方形ABCD ∴DAB90 ADAB 又∵ABE为等边三角形 ∴EABAEB60 AEAB ∴ADAE DAEDABEAB30
D E
C
A
B
在ADE中,由内角和, 1 有 AED=ADE = (180 DAE )=75 2 ∴BEDAEBAED6075135
A E D
F C
A E D
到结论出现AEFC 不妨把FBC绕B点
逆时针旋转90得到PBA,由于正方形 ABCD,CBAD90 显然P、A、 E共线,问题就转化为证明 PEEF
p
F B C
由于对应点P、E与B点连线夹角为90,又EBF45,可知 BE平分PBF,又因为BPBF,故BPE与BFE关于直 线BE对称,问题得证. 证明过程略.
直线AC.BD.EF.GH都是它的对称轴.
H
二.其它:
１.与正方形相关的三角形:等腰直角三角形. 图形分解:
D O A B A C A O B B D
２.正方形的面积:
l
S正方形=a 2 =
a
1 l2 2
仿例题 做习题
1.已知:如图,E是正方形ABCD中BD 上一点,且BEBC, A D
E
求:∠DCE的度数.
自学指导4：
正方形有哪些常用的判定方法？
答案：正方形常用的判定方法有：
矩形+菱形=正方形
比如： 1、平行四边形 + 一个直角 + 一组邻边相等 ＝ 正方形 2、矩形 + 一组邻边相等 ＝ 正方形 3、菱形 + 一个直角 ＝ 正方形 4、对角线互相垂直平分且相等的四边形＝ 正方形
你还能够写出其他的方法吗？
B C
分析:正方形ABCD对角线BD平分ABC,
故BCD是等腰Rt,DBC45,由 条件可知BEC为等腰,BCE可求, 进而利用正方形特征可求DCE度数.
A 解∵正方形ABCD 又∵BD平分ABC
1 2
D E
∴ABCBCD90 ∴ CBE 1 ABC 45
例２.如图,△ABC中,∠ACB=90°,CD是 角平分线,DE⊥AC于E,DF⊥BC于F.试说
C E
明DFCE为正方形的理由.
A
F
B
D
分析:判断正方形可先确定四边DFCE为矩形或 菱形 证明:∵ACB90 又DEAC于E,DF BC于F ∴CEDCFD90
A E CFFra bibliotek∴四边形DFCE为矩形,（有三个角是直角的四