【3份】2016届高三数学(文)二轮复习限时速解训练:专题五 立体几何

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高三数学复习专题目录专题一、数列与不等式数列(1)数列(2)专题二、三角函数三角函数(1)三角函数(2)专题三、立体几何立体几何(1)立体几何(2)专题一、数列与不等式一.基础知识梳理数列:1. 了解数列的概念和几种简单的表示方法(列表、图像、通项公式)2.了解数列是自变量为正整数的一类函数.3.了解递推公式是给出数列的一种方法,能据递推公式写出前几项,同时求出通项公式.4,理解等差、等比数列的概念,掌握等差数列的通项公式与前n项公式,并能解决简单实际问题.5.体会等差数列、等比数列与一次函数,指数函数,二次函数的关系.不等式:(必修部分)1.一元二次不等式^2+^ + c>0(cz>0)与相应的函数y = ax2+bx+c(a>0\相应的方程ax2+bx +c = 0(«〉。

)之间的关系2.一元二次不等式恒成立情况小结:J G >0 [a<0 ax2 + bx + c>0(a/0)恒成立 o。

,ax2 +bx + c <0(a/0)恒成立o。

3.二元一次不等式表示的平面区域:直线I: ax + by + c = 0把直角坐标平面分成了三个部分:(1)直线/上的点(x, y)的坐标满足ax +by+ c = 0(2)直线Z一侧的平面区域内的点(x, y)^^ax + by + oO(3)直线Z另一侧的平面区域内的点(x,y)满足ox + /<y + c<0所以,只需要在直线Z的某一侧的平面区域内,任取一特殊点(将,光),从ax0+by0+c值的正负,即可判断不等式表示的平面区域。

4.线性规划:如果两个变量x,y满足一组一次不等式,求这两个变量的一个线性函数的最大值或最小值,称这个线性函数为目标函数,称一次不等式组为约束条件,像这样的问题叫作二元线性规划问题.其中,满足约束条件的解(x,y)称为可行解,由所有可行解组成的集合称为可行域,使目标函数取得最大值和最小值的可行解称为这个问题的最优解.5.基本不等式:⑴如果"eR,那么/+〃 2 2沥,(当且仅当“=。

2016版高考数学大二轮总复习与增分策略(,文科)配套文档:专题五 立体几何 第1讲

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第1讲空间几何体1.(2014·安徽)一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的表面积为( )A.21+错误!B.18+错误!C.21 D.182.(2015·山东)在梯形ABCD中,∠ABC=错误!,AD∥BC,BC=2AD =2AB=2.将梯形ABCD绕AD所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A.错误!B。

错误! C.错误!D.2π3.(2014·湖北)《算数书》竹简于上世纪八十年代在湖北省江陵县张家山出土,这是我国现存最早的有系统的数学典籍,其中记载有求“囷盖"的术:置如其周,令相乘也.又以高乘之,三十六成一.该术相当于给出了由圆锥的底面周长L与高h,计算其体积V的近似公式V≈136L2h.它实际上是将圆锥体积公式中的圆周率π近似取为3。

那么,近似公式V≈错误!L2h相当于将圆锥体积公式中的π近似取为( )A.错误!B.错误!C.错误!D。

错误!4.(2014·江苏)设甲,乙两个圆柱的底面积分别为S1,S2,体积分别为V1,V2.若它们的侧面积相等,且错误!=错误!,则错误!的值是________.1.以三视图为载体,考查空间几何体面积、体积的计算.2.考查空间几何体的侧面展开图及简单的组合体问题.热点一三视图与直观图1.一个物体的三视图的排列规则俯视图放在正(主)视图的下面,长度与正(主)视图的长度一样,侧(左)视图放在正(主)视图的右面,高度与正(主)视图的高度一样,宽度与俯视图的宽度一样.即“长对正、高平齐、宽相等”.2.由三视图还原几何体的步骤一般先从俯视图确定底面再利用正视图与侧视图确定几何体.例1 (1)(2014·课标全国Ⅰ)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是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(2)一几何体的直观图如图,下列给出的四个俯视图中正确的是()思维升华空间几何体的三视图是从空间几何体的正面、左面、上面用平行投影的方法得到的三个平面投影图,因此在分析空间几何体的三视图问题时,先根据俯视图确定几何体的底面,然后根据正视图或侧视图确定几何体的侧棱与侧面的特征,调整实线和虚线所对应的棱、面的位置,再确定几何体的形状,即可得到结果.跟踪演练1 (1)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的直观图可以是()(2)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()热点二几何体的表面积与体积空间几何体的表面积和体积计算是高考中常见的一个考点,解决这类问题,首先要熟练掌握各类空间几何体的表面积和体积计算公式,其次要掌握一定的技巧,如把不规则几何体分割成几个规则几何体的技巧,把一个空间几何体纳入一个更大的几何体中的补形技巧.例2 (1)(2015·北京)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的表面积是()A.2+ 5 B.4+5C.2+2错误!D.5(2)如图,在棱长为6的正方体ABCD-A1B1C1D1中,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( )A.66 B.68C.70 D.72思维升华(1)求多面体的表面积的基本方法就是逐个计算各个面的面积,然后求和.(2)求体积时可以把空间几何体进行分解,把复杂的空间几何体的体积分解为一些简单几何体体积的和或差.求解时注意不要多算也不要少算.跟踪演练2 (2015·四川)在三棱柱ABCA1B1C1中,∠BAC=90°,其正视图和侧视图都是边长为1的正方形,俯视图是直角边的长为1的等腰直角三角形,设点M,N,P分别是AB,BC,B1C1的中点,则三棱锥PA1MN的体积是________.热点三多面体与球与球有关的组合体问题,一种是内切,一种是外接.解题时要认真分析图形,明确切点和接点的位置,确定有关元素间的数量关系,并作出合适的截面图,如球内切于正方体,切点为正方体各个面的中心,正方体的棱长等于球的直径;球外接于正方体,正方体的顶点均在球面上,正方体的体对角线长等于球的直径.例3 (1)已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,SA⊥平面ABC,SA=2错误!,AB=1,AC=2,∠BAC=60°,则球O的表面积为( )A.4πB.12πC.16πD.64π(2)(2015·课标全国Ⅱ)已知A,B是球O的球面上两点,∠AOB =90°,C为该球面上的动点,若三棱锥OABC体积的最大值为36,则球O的表面积为( )A.36πB.64πC.144πD.256π思维升华三棱锥P-ABC可通过补形为长方体求解外接球问题的两种情形:(1)P可作为长方体上底面的一个顶点,A、B、C可作为下底面的三个顶点;(2)P-ABC为正四面体,则正四面体的棱都可作为一个正方体的面对角线.跟踪演练3 在三棱锥A-BCD中,侧棱AB,AC,AD两两垂直,△ABC,△ACD,△ABD的面积分别为错误!,错误!,错误!,则三棱锥A -BCD的外接球体积为____________________.1.一个几何体的三视图及其尺寸如图所示,则该几何体的表面积为( )A.16 B.82+8C.22+2错误!+8 D.4错误!+4错误!+82.如图,将边长为5+错误!的正方形,剪去阴影部分后,得到圆锥的侧面和底面的展开图,则圆锥的体积是()A.错误!πB。

2016届高考数学文自由复习步步高系列专题06立体几何(通用版)(解析版)

2016届高考数学文自由复习步步高系列专题06立体几何(通用版)(解析版)

2016年高考备考之考前十天自主复习第六天(文科)回顾一:空间几何体1.四棱柱、直四棱柱、正四棱柱、正方体、平行六面体、直平行六面体、长方体之间的关系.2.空间几何体的三视图(1)三视图的正视图、侧视图、俯视图分别是从物体的正前方、正左方、正上方看到的物体轮廓线的正投影形成的平面图形.(2)三视图排列规则:俯视图放在正视图的下面,长度与正视图一样;侧视图放在正视图的右面,高度和正视图一样,宽度与俯视图一样.(3)画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高.看不到的线画虚线. 3.直观图的斜二测画法空间几何体的直观图常用斜二测画法来画,其规则是:(1)原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中,x′轴、y′轴的夹角为45°(或135°),z′轴与x′轴和y′轴所在平面垂直.(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍分别平行于坐标轴.平行于x轴和z轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段长度在直观图中变为原来的一半.4.空间几何体的两组常用公式(1)柱体、锥体、台体的侧面积公式:①S柱侧=ch(c为底面周长,h为高);③S 台侧=12(c +c ′)h ′(c ′,c 分别为上下底面的周长,h ′为斜高);④S 球表=4πR 2(R 为球的半径). (2)柱体、锥体和球的体积公式: ①V 柱体=Sh (S 为底面面积,h 为高); ②V 锥体=13Sh (S 为底面面积,h 为高);③V 台=13(S +SS ′+S ′)h (不要求记忆);④V 球=43πR 3.回顾二:空间中的平行于垂直1.线面平行与垂直的判定定理、性质定理2.3. 平行关系及垂直关系的转化示意图热点一:三视图与表面积、体积【典例】( 福建省龙岩市2016届高三教学质量检查数学文8)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,则这个几何体的表面积是( )A B+C+D1【答案】D考点:1.三视图;2.几何体的表面积【题型概述】这类题以三视图为载体,考查面积、体积的计算,尤其三视图及柱、锥与球的接切问题相结合是考试的重点和热点,这类题的解决方法一般为将三视图还原几何体,再利用几何体的表面积公式或体积公式计算,解决的关键是要熟悉常见几何体的三视图,尤其注意几何体的不同摆放位置三视图会发生变化.【跟踪练习1】( 2016年浙江省杭州市严州中学高三三月阶段测试数学文10)一个简单几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,俯视图是等腰直角三角形,则该几何体的体积为 ,表面积为.【解析】-,从侧视图试题分析:试题分析:从三视图可以看出原几何体为三棱锥,不妨设为P ABCAC=三角形PAC的AC就是可以看出侧面PAC⊥底面ABC,从正视图看2,三棱锥的高,从俯视图可以看出底面ABC 是等腰三角形,从侧试图可以看出AC 边上的高位1,所以三棱锥的体积-ABC 11=2132P V ⨯⨯⨯⨯; 考点:三视图【跟踪练习2】( 东北三省三校2016年高三第一次联合模拟考试文6)已知三棱锥的三视图,则该三棱锥的体积是 ( )A . B.C. D.【答案】B 【解析】试题分析:根据三视图可以看出这个三棱锥的放置方法,正视图恰好为三棱锥的底面,它是一个边长为2的等边三角形,底面在后与水平面垂直,从正视图和侧视图中可以看出棱锥的顶点正对照正视图的视线,从俯视图可以看出棱锥的高为,所以三棱锥的体积为:21323v =⋅⋅= 考点:三视图热点二:证明或判断空间平行、垂直关系【典例】( 四川省遂宁市2016届高三第二次诊断考试数学文18)如图,四边形ABCD 为梯形,AB ∥CD ,PD ⊥平面ABCD , =ADC=90BAD ∠∠o ,22,DC AB a DA ===,E 为BC 中点.(1)求证:平面PBC ⊥平面PDE ;(2)线段PC 上是否存在一点F ,使PA //平面BDF ?若有,请找出具体位置,并进行证明;若无,请分析说明理由.【答案】(1)证明详见解析;(2)当点F 位于PC 三分之一分点(靠近P 点)时, //PA 平面BDF .【解析】(2)当点F 位于PC 三分之一分点(靠近P 点)时, //PA 平面BDF连结,AC BD 交于O 点//AB CD ,所以AOB ∆相似于COD ∆,又因为12AB DC =,所以12AO OC =从而在CPA ∆中,13AO AC =,而13PF PC =,所以//OF PA ,而OF ⊂平面BDFPA ⊄平面BDF ,所以//PA 平面BDF考点:空间直线与平面间的关系.【题型概述】空间中的平行关系在高考命题中主要与平面问题中的平行、简单几何体的结构特征等问题相结合,重点考查空间中直线与平面平行、平面与平面平行的判定及性质,解决该类题的关键是注意线线位置关系、线面位置关系、面面位置关系的转化. 【跟踪练习1】(江西省六校2016届高三3月联考数学文4)设α,β是空间两个平面,m, n 是空间两条直线,则下列选项不正确...的是( ) A .当m ⊂α时,“n ∥α”是“m ∥n ”的必要不充分条件 B .当m ⊂α时,“m β⊥”是“α⊥β”的充分不必要条件 C .当n ⊥α时,“n ⊥β”是“α∥β”的充要条件D .当m ⊂α时,“n ⊥α”是“m ⊥n ”的充分不必要条件【答案】A 【解析】试题分析:当m ⊂α时,如果n α∥,那么n α⊄,所以m n ∥或m n ,异面;反之,若m n ∥,则n α∥或n α⊂,即当m ⊂α时,“n ∥α”是“m ∥n ”的既不必要也不充分条件,A 不正确;当m ⊂α时,如果m ⊥β,则α⊥β;反之,若α⊥β,则m β⊥或m β⊂或//m β,即当m ⊂α时,“m β⊥”是“α⊥β”的充分不必要条件,B 正确;当n ⊥α时,若n ⊥β,则α∥β;反之也成立,C 正确;当m ⊂α时,若 n ⊥α,则m 垂直于平面α内的每一条直线,即m ⊥n ;反之,若m ⊥n ,则n ⊥α不一定成立,即当m ⊂α时,“n ⊥α”是“m ⊥n ”的充分不必要条件,D 正确.选A .考点:1.充要条件;2.平行关系、垂直关系【跟踪练习2】( 2014-2016江西省景德镇高三第二质检数学文19)在平行六面体1111ABCD A B C D -中,12AA AD AB ===,160A AD DAB ∠=∠=︒,O 是AD 的中点.(1)证明AD ⊥面1AOB ; (2)当平面ABCD ⊥平面11AA D D ,求11B CDD V -.1A【答案】(1)证明见解析;(2)1.考点:(1)直线与平面垂直;(2)棱锥的体积【跟踪练习3】如图所示,已知三棱锥A -BPC 中,AP ⊥PC ,AC ⊥BC ,M 为AB 的中点,D 为PB 的中点,且△PMB 为正三角形.(1)求证:DM ∥平面APC ; (2)求证:平面ABC ⊥平面APC.P【解析】(1)由已知,得MD 是ABP ∆的中位线,所以//MD AP ,又MD ⊄平面APC ,AP ⊂平面APC ,故//MD 平面APC .(2)因为PMB ∆为正三角形,D 为PB 的中点,所以MD PB ⊥.所以AP PB ⊥.又AP PC ⊥,PB PC所以AP ⊥平面PBC .因为BC ⊂平面PBC ,所以AP BC ⊥.又BC AC ⊥, AC AP A =,所以BC ⊥平面APC .因为BC ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面APC . 【考点定位】直线和平面平行、面面垂直.1.(2014——2016学年度上学期辽宁省丹东五校协作体高三期末考试文5)某几何体三视图如下,其中三角形的三边长与圆的直径均为2,则该几何体体积为( ).A π .B .C .D π 【答案】D考点:1、三视图;2、空间几何体的体积2.等腰梯形ABCD ,上底1CD =,腰AD CB ==3AB =,以下底所在直线为x轴,则由斜二测画法画出的直观图''''A B C D 的面积为_______.【解析】如上图,,CF AB DE AB ⊥⊥ ,1EF CD == ,3112FB -== ,因为CB =,所以1CF === ,所以,在直观图中12C G C F CF ''''=== ,()1132A B C D S ''''=⨯+=梯形 【考点定位】直观图3.(山东省潍坊市第一中学2016届高三1月期末考前模拟数学文7)设,m n 是两条不同直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题正确的是(A )//,////,//m n m n αβαβ且则 (B ),m n αβαβ⊥⊥⊥且,则m n ⊥ (C ),,m n m n αβ⊥⊂⊥,则αβ⊥ (D ),,//,//m n m n ααββ⊂⊂,则//αβ 【答案】B 【解析】试题分析:选项A 错,因,m n 可能相交或异面;选项B 显然正确;选项C 中,αβ可能相交,不一定垂直;选项D 中必须要求,m n 相交 考点:线面的位置关系4.如图,四边形ABCD 为矩形,AD ⊥平面ABE,F 为CE 上的点,且BF ⊥平面ACE. (1)求证:AE ⊥平面BCE ;(2)设M 在线段AB 上,且满足AM=2MB,试在线段CE 上确定一点N,使得MN ∥平面DAE .【解析】。

2016届高三数学二轮复习(新课标)第一部分:专题五立体几何(附解析)

2016届高三数学二轮复习(新课标)第一部分:专题五立体几何(附解析)

第1讲 空间几何体的三视图、表面积及体积1.(2014·江西高考)一几何体的直观图如图,下列给出的四个俯视图中正确的是( )【解析】 由三视图的知识得B 正确. 【答案】 B2.(2015·浙江高考)某几何体的三视图如图所示(单位:cm),则该几何体的体积是( )A .8 cm 3B .12 cm 3 C.323 cm 3 D.403cm 3 【解析】 该几何体为四棱柱和四棱锥的组合,所以其体积V =V 四棱柱+V 四棱锥,故V =23+13×22×2=323(cm 3). 【答案】 C3.(2015·山东高考)已知等腰直角三角形的直角边的长为2,将该三角形绕其斜边所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( )A.22π3B.42π3C.22πD.42π【解析】由题意,该几何体可以看作是两个底面半径为2、高为2的圆锥的组合体,其体积为2×13×π×(2)2×2=42π3.【答案】 B4.(2014·全国大纲高考)正四棱锥的顶点都在同一球面上.若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为( )A.81π4B.16πC.9π D.27π4【解析】易知EF=4,AF=1222+22=2,在直角三角形AOF中,设球的半径为R,则(4-R)2+22=R2,∴R=94,∴S球=4πR2=81π4.【答案】 A考什么怎么考题型与难度1.空间几何体的三视图与直观图关系的确认主要考查空间几何体的三视图与直观图间对应关系题型:选择题难度:基础题2.空间几何体的表面积与体积主要考查以三视图为载体的空间几何体的表面积与体积的计算题型:选择题或填空题难度:中档题3.多面体与球的切、接问题主要考查多面体与球的结构特征及空间的点、线、面间的位置关系题型:选择题或填空题难度:中档题空间几何体的三视图与直观图关系的确认(自主探究型) 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【解析】将三视图还原为几何体即可,考查空间想象能力.由题中三视图可知该几何体的直观图如图所示,则这个几何体是三棱柱.故选B.【答案】 B2.(2014·湖北高考)在如图所示的空间直角坐标系O-xyz中,一个四面体的顶点坐标分别是(0,0,2),(2,2,0),(1,2,1),(2,2,2).给出编号为①,②,③,④的四个图,则该四面体的正视图和俯视图分别为( )A.①和②B.③和①C.④和③D.④和②【解析】根据正视图、俯视图的投影规则,找出它们各个顶点的坐标即可.在空间直角坐标系O —xyz 中作出棱长为2的正方体,在该正方体中作出四面体,如图所示,由图可知,该四面体的正视图为④,俯视图为②.【答案】 D【规律感悟】 1.由直观图确认三视图的策略根据空间几何体三视图的定义及画法规则和摆放规则确认. 2.由三视图还原到直观图的思路 (1)根据俯视图确定几何体的底面.(2)根据正(主)视图或侧(左)视图确定几何体的侧棱与侧面的特征,调整实线和虚线所对应的棱、面的位置.空间几何体的表面积与体积(多维探究型)【典例1】 (2015·新课标Ⅰ高考)《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.问:积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有( )A .14斛B .22斛C .36斛D .66斛【解析】 本题是一个实际应用问题,考查了圆锥的体积计算以及考生的理解与计算能力.由l =14×2πr =8得圆锥底面的半径r =16π≈163,所以米堆的体积V =14×13πr 2h =14×2569×5=3209,所以堆放的米有3209÷1.62≈22斛.故选B.【答案】 B命题角度二 根据三视图求空间几何体的表面积与体积【典例2】 (1)(2015·陕西高考)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为( )A .3πB .4πC .2π+4D .3π+4(2)(2015·湖南高考)某工件的三视图如图所示,现将该工件通过切削,加工成一个体积尽可能大的正方体新工件,并使新工件的一个面落在原工件的一个面内,则原工件材料的利用率为(材料利用率=新工件的体积原工件的体积)( )A.89πB.827π C.24(2-1)3πD.8(2-1)3π【解析】 (1)本题主要考查空间几何体的三视图与直观图的概念和性质,考查计算能力.由三视图知该几何体是半个圆柱,其表面积为S 表=2π×1×22+π×12+2×2=3π+4.故选D.(2)本题主要考查三视图、圆锥的体积及正方体的体积等知识,解答此题的关键是作出轴截面,利用比例关系求出正方体的棱长.由三视图知,原工件为圆锥,要使正方体新工件的体积最大,则正方体下底面在圆锥底面上,上底面是平行于圆锥底面的截面圆的内接正方形,过正方体的顶点作轴截面如图,且AB 为上底面正方形的对角线,设正方体的棱长为a ,则AB =2a ,又圆锥的高为32-12=22,所以2a2=22-a22,得a=223,正方体体积为V=a3=16227,圆锥的体积为13×π×12×22=22π3,故原工件的材料利用率为1622722π3=89π.故选A.【答案】(1)D (2)A【规律感悟】 1.求解几何体的表面积及体积的技巧(1)求几何体的表面积及体积问题,可以多角度、多方位地考虑,熟记公式是关键所在.求三棱锥的体积,等体积转化是常用的方法,转化原则是其高易求,底面放在已知几何体的某一面上.(2)求不规则几何体的体积,常用分割或补形的思想,将不规则几何体转化为规则几何体以易于求解.2.根据几何体的三视图求其表面积与体积的三个步骤(1)根据给出的三视图判断该几何体的形状.(2)由三视图中的大小标示确定该几何体的各个度量.(3)套用相应的面积公式与体积公式计算求解.[针对训练]1.(2015·安徽高考)一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是( )A.1+ 3 B.1+2 2C.2+ 3 D.2 2【解析】在长、宽、高分别为2,1,1的长方体中,所求四面体即如图所示的三棱锥P—ABC,其表面积为12×2×1×2+34×(2)2×2=2+ 3.【答案】 C2.(2015·重庆高考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A.13+2πB.13π6C.7π3D.5π2【解析】 由三视图知,该几何体为一个圆柱与一个半圆锥的组合体,其中圆柱的底面半径为1、高为2,半圆锥的底面半径为1、高为1,所以该几何体的体积V =12×13×π×12×1+π×12×2=13π6.故选B. 【答案】 B多面体与球的切、接问题【典例3】 (1)(2014·陕西高考)已知底面边长为1,侧棱长为2的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的体积为( )A.32π3 B .4πC .2π D.4π3(2)(2015·新课标Ⅱ高考)已知A ,B 是球O 的球面上两点,∠AOB =90°,C 为该球面上的动点,若三棱锥OABC 体积的最大值为36,则球O 的表面积为( )A .36πB .64πC .144πD .256π【解析】 (1)找出球心,求出球的半径代入体积公式求解.考查空间想象能力和运算求解能力.连接AC ,BD 相交于O 1,连接A 1C 1,B 1D 1,相交于O 2并连接O 1O 2,则线段O 1O 2的中点为球心.∴半径R =|OB |=|OO 1|2+|O 1B |2=⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫222+⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫222=1,∴V 球=43πR 3=4π3.故选D.(2)本题主要考查球的性质、三棱锥的体积、球的表面积等基础知识,意在考查考生的空间想象能力与运算求解能力、推理论证能力.三棱锥V O —ABC =V C —OAB =13S △OAB ×h ,其中h 为点C 到平面OAB 的距离,而底面三角形OAB 是直角三角形,顶点C 到底面OAB 的最大距离是球的半径,故V O —ABC =V C —OAB =13×12×R 3=36,其中R 为球O 的半径,所以R =6,所以球O 的表面积S =4πR 2=144π.故选C.【答案】 (1)D (2)C [一题多变]若题(2)变为:已知正四棱锥O ­ABCD 的体积为322,底面边长为3,则以O 为球心,OA 为半径的球的表面积为________.【解析】 V 四棱锥O ­ABCD =13×3×3h =322,得h =322,∴OA 2=h 2+(AC 2)2=184+64=6.∴S 球=4πOA 2=24π. 【答案】 24π【规律感悟】 多面体与球接、切问题的求解策略(1)涉及球与棱柱、棱锥的切、接问题时,一般过球心及多面体中的特殊点(一般为接、切点)或线作截面,把空间问题转化为平面问题,再利用平面几何知识寻找几何体中元素间的关系,或只画内切、外接的几何体的直观图,确定球心的位置,理清球的半径(直径)与该几何体已知量的关系,列方程(组)求解.(2)若球面上四点P ,A ,B ,C 构成的三条线段PA ,PB ,PC 两两互相垂直,且PA =a ,PB =b ,PC =c ,一般把有关元素“补形”成为一个球内接长方体,则4R 2=a 2+b 2+c 2求解.[针对训练]1.(2015·长春模拟)在正三棱锥S ­ABC 中,M ,N 分别是SC ,BC 的中点,且MN ⊥AM ,若侧棱SA =23,则正三棱锥S ­ABC 外接球的表面积是( )A.12πB.32πC.36πD.48π【解析】取AC的中点为D连结BD,SD,知BD⊥AC,SD⊥AC,∴AC⊥平面BDS,∴AC⊥BS,又MN⊥AM,∴BS⊥AM,∴BS⊥平面ACS,由S-ABC是正三棱锥知BS,AS,CS两两垂直,则4R2=3·(23)2,∴4R2=36,∴S表=4πR2=36π.故选C.【答案】 C2.(2015·河北唐山统考)如图,直三棱柱ABC­A1B1C1的六个顶点都在半径为1的半球面上,AB=AC,侧面BCC1B1是半球底面圆的内接正方形,则侧面ABB1A1的面积为( )A.2 B.1C. 2D.2 2【解析】连结BC1,B1C,交于点O,则O为面BCC1B1的中心.由题意知,球心为侧面BCC1B1的中心O,BC为截面圆的直径,所以∠BAC=90°,则△ABC的外接圆圆心N 位于BC的中点,同理,△A1B1C1的外接圆圆心M位于B1C1的中点,设正方形BCC1B1的边长为x,在Rt△OMC1中,OM=x2,MC1=x2,OC1=R=1(R为球的半径),所以⎝⎛⎭⎪⎫x22+⎝⎛⎭⎪⎫x22=1,即x=2,则AB=AC=1,所以侧面ABB1A1的面积为2×1= 2.故选C.【答案】 C转化与化归思想求解空间几何体的体积[思想诠释]空间几何体的体积用到转化与化归思想的常见题型:1.求某些三棱锥、四棱锥体积:求解过程中当高不易求时,常需转换顶点利用等体积法解决.2.不规则几何体的体积的求解:求解时, 常结合所给几何体的结构特征及条件,通过割、补等手段转化为规则几何体体积的和、差求解.[典例剖析]【典例】 (2015·烟台模拟)如图所示,四棱锥P ­ABCD 中 ,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,PD =AB =2,E ,F ,G 分别为PC ,PD ,BC 的中点.则(1)四棱锥E ­ABCD 的体积为________; (2)三棱锥P ­EFG 的体积为________.【审题策略】 (1)看到E 到平面ABCD 的距离不易求,想到转化与化归思想,EF ∥平面ABCD 转化为求V F ­ABCD ;(2)看到P 到平面EFG 的距离不易求,想到转化与化归思想转化为求V G ­PEF .【解析】 (1)因为E ,F 分别为PC ,PD 的中点,所以EF ∥DC ,又DC ⊂平面ABCD ,所以EF ∥平面ABCD ,又PD ⊥平面ABCD ,所以FD ⊥平面ABCD ,且FD =12PD =1,S 正方形ABCD =2×2=4,所以V E ­ABCD =V F ­ABCD =13×4×1=43.(2)因为PD ⊥平面ABCD ,GC ⊂平面ABCD , 所以GC ⊥PD .因为ABCD 为正方形,所以GC ⊥CD . 因为PD ∩CD =D ,所以GC ⊥平面PCD . 因为PF =12PD =1,EF =12CD =1,所以S △PEF =12EF ×PF =12.因为GC =12BC =1,所以V P ­EFG =V G ­PEF=13S △PEF ·GC =13×12×1=16.【答案】 (1)43 (2)16[针对训练](2015·哈尔滨模拟)一个空间几何体的三视图如图所示,该几何体的体积为12π+853,则正(主)视图中x 的值为( )A .5B .3C .4D .2【解析】 由三视图知,几何体是一个组合体,上面是一个正四棱锥,四棱锥的底面是一个对角线为4的正方形,侧棱长是3,根据勾股定理知正四棱锥的高是32-22=5,下面是一个圆柱,底面直径是4,母线长是x ,因为几何体的体积为12π+853,所以x ×4π+13×(22)2×5=12π+853,x =3.故选B.【答案】 B1.必记公式 (1)表面积公式表面积=侧面积+底面积,其中 ①多面体的表面积为各个面的面积的和.②圆柱的表面积公式:S =2πr 2+2πrh =2πr (r +h )(其中,r 为底面半径,h 为圆柱的高). ③圆锥的表面积公式:S =πr 2+πrl =πr (r +l )(其中圆锥的底面半径为r ,母线长为l ). ④圆台的表面积公式:S =π(r l 2+r 2+r ′l +rl )(其中圆台的上、下底面半径分别为r ′和r ,母线长为l ).⑤球的表面积公式:S =4πR 2(其中球的半径为R ). (2)体积公式①V 柱体=Sh (S 为底面面积,h 为高).②V 锥体=13Sh (S 为底面面积,h 为高).③V 球=43πR 3(其中R 为球的半径).2.重要结论(1)画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高.(2)三视图排列规则:俯视图放在正(主)视图的下面;侧(左)视图放在正(主)视图的右面. 3.易错提醒(1)未注意三视图中实、虚线的区别:在画三视图时应注意看到的轮廓线画成实线,看不到的轮廓线画成虚线.(2)不能准确分析组合体的结构致误对简单组合体表面积与体积的计算要注意其构成几何体的面积、体积是和还是差. 限时训练(十二)建议用时 实际用时错题档案40分钟一、选择题1.(2014·福建高考)某空间几何体的正视图是三角形,则该几何体不可能是( ) A .圆柱 B .圆锥 C .四面体 D .三棱柱 【解析】 易知圆柱不论如何放置正视图不可能为三角形.故选A. 【答案】 A2.(2014·陕西高考)将边长为1的正方形以其一边所在直线为旋转轴旋转一周,所得几何体的侧面积是( )A .4πB .3πC .2πD .π【解析】 ∵圆柱侧面展开图为矩形,底面圆半径为1,S 侧=2πr ·l =2π×1×1=2π.故选C.【答案】 C3.(2015·北京高考)某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥最长棱的棱长为( )A .1 B. 2 C. 3 D .2【解析】 由题中三视图知,此四棱锥的直观图如图所示,其中侧棱SA ⊥底面ABCD ,且底面是边长为1的正方形,SA =1,所以四棱锥最长棱的棱长为SC =3.故选C.【答案】 C4.(2015·新课标Ⅱ高考)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图,则截去部分体积与剩余部分体积的比值为( )A.18B.17C.16D.15【解析】 由三视图可知,该几何体是一个正方体截去了一个三棱锥,即截去了正方体的一个角.设正方体的边长为1,则正方体的体积为1,截去的三棱锥的体积为V 1=13×12×1×1×1=16,故剩余部分的体积为V 2=56,所求比值为V 1V 2=15.【答案】 D5.(2015·福建高考)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积等于( )A .8+2 2B .11+2 2C .14+22 D .15【解析】 由题中三视图可知,该几何体是底面为直角梯形、高为2的直四棱柱,所以其表面积为S表面积=S 侧面积+2S 下底面积=(1+1+2+2)×2+2×12×(1+2)×1=11+2 2.故选B.【答案】 B6.(2015·山西康杰中学3月模拟)已知某锥体的正视图和侧视图如图所示,其体积为233,则该锥体的俯视图可能是( )【解析】由正视图得该锥体的高是h=22-12=3,因为该锥体的体积为233,所以该锥体的底面面积是S=23313h=23333=2,A项的正方形的面积是2×2=4,B项的圆的面积是π×12=π,C项的大三角形的面积是12×2×2=2,D项不可能是该锥体的俯视图.故选C.【答案】 C7.(2014·湖南高考)一块石材表示的几何体的三视图如图所示.将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A.1 B.2 C.3 D.4【解析】由题意知,几何体为三棱柱,设最大球的半径为R.∴2R=(6+8)-10=4,∴R=2.【答案】 B8.(2015·江西铁路中学二模)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A.16π3B.20π3C.40π3D .5π【解析】 观察三视图可知,该几何体为一个球和一个圆锥的组合体,球半径为1,圆锥底面半径为2,圆锥高为3,所以该几何体的体积为43π×13+13π×22×3=16π3.故选A. 【答案】 A9.(2015·新课标Ⅰ高考)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 =( )A .1B .2C .4D .8【解析】 由题中的三视图可知,该几何体由一个半圆柱与一个半球拼接而成,其表面积为2r ×2r +2πr 2+2πr 2+πr 2=4r 2+5πr 2=16+20π,解得r =2.故选B.【答案】 B10.(2013·全国新课标Ⅰ高考)如图,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8 cm ,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm ,如果不计容器厚度,则球的体积为( )A.500π3 cm 3B.866π3 cm 3C.1 372π3 cm 3D.2 048π3 cm 3【解析】利用球的截面性质结合直角三角形求解.如图,作出球的一个截面,则MC =8-6=2(cm),BM =12AB =12×8=4(cm).设球的半径为R cm ,则R 2=OM 2+MB 2=(R -2)2+42,∴R =5,∴V 球=43π×53=5003π(cm 3). 【答案】 A 二、填空题11.(2015·天津高考)一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为________m 3.【解析】 该几何体是一个组合体,中间是一个圆柱,左、右两侧是两个一样的圆锥,其体积为V =2×13×π×12×1+π×12×2=8π3(m 3).【答案】 8π312.(2015·山西运城教学检测)若一个空间几何体的三视图是三个边长为2的正方形,则以该空间几何体各个面的中心为顶点的多面体的体积为________.【解析】 由题意可知,该空间几何体为正方体,以正方体各个面的中心为顶点的多面体是两个相同的正四棱锥组成的几何体,如图,该四棱锥的高是正方体高的一半,底面面积是正方体一个面面积的一半,故所求多面体的体积V =2×13×1×2·2=43.【答案】 4313.(预测题)一个几何体的正视图为一个三角形,则这个几何体可能是下列几何体中的________.(填入所有可能的几何体前的编号)①三棱锥 ②四棱锥 ③三棱柱 ④四棱柱 ⑤圆锥⑥圆柱【解析】 三棱锥、四棱锥和圆锥的正视图都是三角形,当三棱柱的一个侧面平行于水平面,底面对着观测者时其正视图是三角形,其余的正视图均不是三角形.【答案】 ①②③⑤14.(2015·江苏高考)现有橡皮泥制作的底面半径为5、高为4的圆锥和底面半径为2、高为8的圆柱各一个.若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为________.【解析】 底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱的总体积为13π×52×4+π×22×8=196π3.设新的圆锥和圆柱的底面半径为r ,则13π×r 2×4+π×r 2×8=28π3r 2=196π3,解得r =7.【答案】715.(2015·广西三市4月联考)三棱锥P ­ABC 中,PA ⊥AB ,PA ⊥AC ,∠BAC =120°,PA =AB =AC =2,则此三棱锥外接球的体积为________.【解析】 设△ABC 外接圆的半径为r ,三棱锥外接球的半径为R ,∵AB =AC =2,∠BAC =120°,∴BC =AB 2+AC 2-2AB ·AC cos ∠BAC=4+4-2×2×2×⎝ ⎛⎭⎪⎫-12=23,∴2r =2332=4,∴r =2,由题意知PA ⊥平面ABC ,则将三棱锥补成三棱柱可得R =⎝ ⎛⎭⎪⎫PA 22+r 2=5,∴此三棱锥外接球的体积为43π·(5)3=2053π.【答案】 2053π第2讲 点、直线、平面之间的位置关系1.(2015·湖北高考)l 1,l 2表示空间中的两条直线,若p :l 1,l 2是异面直线;q :l 1,l 2不相交,则( )A .p 是q 的充分条件,但不是q 的必要条件B .p 是q 的必要条件,但不是q 的充分条件C .p 是q 的充分必要条件D .p 既不是q 的充分条件,也不是q 的必要条件【解析】 两直线异面,则两直线一定无交点,即两直线一定不相交;而两直线不相交,有可能是平行,不一定异面,故两直线异面是两直线不相交的充分不必要条件.故选A.【答案】 A2.(2013·安徽高考)在下列命题中,不是..公理的是( ) A .平行于同一个平面的两个平面相互平行 B .过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C .如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内D .如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线 【解析】 A .不是公理,是个常用的结论,需经过推理论证; B .是平面的基本性质公理; C .是平面的基本性质公理; D .是平面的基本性质公理. 【答案】 A3.(2014·浙江高考)设m ,n 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面( ) A .若m ⊥n ,n ∥α,则m ⊥α B .若m ∥β,β⊥α,则m ⊥α C .若m ⊥β,n ⊥β,n ⊥α,则m ⊥α D .若m ⊥n ,n ⊥β,β⊥α,则m ⊥α【解析】 选项A ,若m ⊥n ,n ∥α,则m ⊂α或m ∥α或m ⊥α,错误;选项B ,若m ∥β,β⊥α,则m ⊂α或m ∥α 或m ⊥α,错误;选项C ,若m ⊥β,n ⊥β,n ⊥α,则m ⊥α,正确;选项D,若m⊥n,n⊥β,β⊥α,则m⊥α或m⊂α或m∥α,错误.故选C.【答案】 C4.(2015·江苏高考)如图,在直三棱柱ABCA1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1.设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.【证明】(1)由题意知,E为B1C的中点,又D为AB1的中点,因此BD∥AC.又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C.(2)因为棱柱ABC­A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC.因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1.又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1.又因为BC1⊂平面BCC1B1,所以BC1⊥AC.因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,因此BC1⊥B1C.因为AC,B1C⊂平面B1AC,AC∩B1C=C,所以BC1⊥平面B1AC.又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.考什么怎么考题型与难度1.与空间位置关系有关的命题真假的判断主要考查线面平行、垂直与面面平行、垂直判定定理、性质定理的应用题型:选择题难度:中档题2.证明平行关系主要考查直线、线面、面面平行关系的证明题型:解答题难度:基础题或中档题3.证明垂直关系主要考查线线、线面、面面垂直关系的证明与应用题型:解答题难度:基础题或中档题与空间位置关系有关的命题真假的判断(自主探究型)β.( )A.若l⊥β,则α⊥βB.若α⊥β,则l⊥mC.若l∥β,则α∥βD.若α∥β,则l∥m【解析】本题主要考查线面位置关系,意在考查考生的空间想象能力和推理能力.对于面面垂直的判定,主要是两个条件,即l⊂α,l⊥β,如果这两个条件存在,则α⊥β.【答案】 A2.(2015·广东佛山二模)在空间中,有如下四个命题:①平行于同一个平面的两条直线是平行直线;②垂直于同一条直线的两个平面是平行平面;③若平面α内有不共线的三点到平面β的距离相等,则α∥β;④过平面α的一条斜线有且只有一个平面与平面α垂直.其中正确的命题是( )A.①③B.②④C.①④D.②③【解析】①平行于同一个平面的两条直线,可能平行,相交或异面,不正确;②垂直于同一条直线的两个平面是平行平面,由面面平行的判定定理知正确;③若平面α内有不共线的三点到平面β的距离相等,则α与β可能平行,也可能相交,不正确;易知④正确.故选B.【答案】 B【规律感悟】判断与空间位置关系有关的命题真假的两大方法(1)借助空间线面平行、面面平行、线面垂直、面面垂直的判定定理和性质定理进行判断.(2)借助空间几何模型,如从长方体模型、四面体模型等模型中观察线面位置关系,结合有关定理,进行肯定或否定.证明平行关系(师生共研型)【典例1】(2015·陕西高考)四面体ABCD及其三视图如图所示,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.(1)求四面体ABCD 的体积; (2)证明:四边形EFGH 是矩形.【解】 (1)以△BDC 为底面,AD 为高,利用体积公式求解;(2)先利用线面平行的性质定理证明四边形EFGH 为平行四边形,再证明为矩形.(1)由该四面体的三视图可知,BD ⊥DC ,BD ⊥AD ,AD ⊥DC ,BD =CD =2,AD =1,∴AD ⊥平面BDC ,∴四面体体积V =13×12×2×2×1=23.(2)证明:∵BC ∥平面EFGH , 平面EFGH ∩平面BDC =FG ,平面EFGH ∩平面ABC =EH ,∴BC ∥FG ,BC ∥EH ,∴FG ∥EH . 同理EF ∥AD ,HG ∥AD ,∴EF ∥HG , ∴四边形EFGH 是平行四边形. 又∵AD ⊥平面BDC , ∴AD ⊥BC ,∴EF ⊥FG , ∴四边形EFGH 是矩形. [一题多变] 若本例变为:如图,在四面体PABC 中,PC ⊥AB ,点D ,E ,F ,G 分别是棱AP ,AC ,BC ,PB 的中点.(1)求证:DE ∥平面BCP ; (2)求证:四边形DEFG 为矩形.【证明】 (1)因为D ,E 分别为AP ,AC 的中点, 所以DE ∥PC .又因为DE ⊄平面BCP , 所以DE ∥平面BCP .(2)因为D,E,F,G分别为AP,AC,BC,PB的中点,所以DE∥PC∥FG,DG∥AB∥EF.所以四边形DEFG为平行四边形.又因为PC⊥AB,所以DE⊥DG.所以四边形DEFG为矩形.【规律感悟】 1.证明线线平行的常用方法(1)利用三角形中位线定理证明:即遇到中点时,常找中位线,利用该定理证明.(2)利用平行四边形对边平行证明:即要证两线平行,以两线为对边构造平行四边形证明.(3)利用平行公理证明:即要证两线平行,找第三线并证明其分别与要证两线平行即可.2.证明线面平行的常用方法(1)利用线面平行的判定定理,把证明线面平行转化为证明线线平行.(2)利用面面平行的性质定理,把证明线面平行转化为证明面面平行.3.证明面面平行的方法证明面面平行,依据判定定理,只要找到一个平面内两条相交直线与另一个平面平行即可,从而将证明面面平行转化为证明线面平行,再转化为证明线线平行.[针对训练](2015·河北石家庄二中一模)如图,在四棱锥P­ABCD中,PA⊥平面ABCD,∠ABC=∠ACD=90°,∠BAC=∠CAD=60°,E为PD的中点,F在AD上,且∠FCD=30°.(1)求证:CE∥平面PAB;(2)若PA=2AB=2,求四面体P­ACE的体积.【解】(1)证明:∵∠ACD=90°,∠CAD=60°,∴∠FDC=30°.又∠FCD=30°,∴∠ACF=60°,∴AF=CF=DF,即F为AD的中点.又E为PD的中点,∴EF∥PA,∵AP⊂平面PAB,EF⊄平面PAB,∴EF∥平面PAB.又∠BAC=∠ACF=60°,∴CF∥AB,可得CF∥平面PAB.又EF∩CF=F,∴平面CEF∥平面PAB,而CE⊂平面CEF,∴CE ∥平面PAB .(2)∵EF ∥AP ,AP ⊂平面APC ,EF ⊄平面APC , ∴EF ∥平面APC .又∠ABC =∠ACD =90°,∠BAC =60°,PA =2AB =2, ∴AC =2AB =2,CD =ACtan 30°=23.∴V P ­ACE =V E ­PAC =V F ­PAC =V P ­ACF =13×12×S △ACD ·PA =13×12×12×2×23×2=233.证明垂直关系(多维探究型)命题角度一 利用线面垂直的性质证明线线垂直【典例2】 (2015·河北唐山一模)如图,在斜三棱柱ABC ­A 1B 1C 1中,侧面ACC 1A 1与侧面CBB 1C 1都是菱形,∠ACC 1=∠CC 1B 1=60°,AC =2.(1)求证:AB 1⊥CC 1; (2)若AB 1=6,求四棱锥A ­BB 1C 1C 的体积.【解】 本题主要考查线线垂直、线面垂直、四棱锥的体积等基础知识,意在考查考生的空间想象能力、逻辑推理能力、运算求解能力.(1)证明:连接AC 1,CB 1,则 △ACC 1和△B 1CC 1皆为正三角形. 取CC 1的中点O ,连接OA ,OB 1, 则CC 1⊥OA ,CC 1⊥OB 1, 则CC 1⊥平面OAB 1,则CC 1⊥AB 1. (2)由(1)知,OA =OB 1=3,又AB 1=6,所以OA 2+OB 21=AB 21,所以OA ⊥OB 1.又OA ⊥CC 1,OB 1∩CC 1=O ,所以OA ⊥平面BB 1C 1C .S ▱BB 1C 1C =BC ×BB 1sin 60°=23,故VA ­BB 1C 1C =13S ▱BB 1C 1C ×OA =2.命题角度二 证明线面垂直、面面垂直【典例3】 (2015·新课标Ⅰ高考)如图,四边形ABCD 为菱形,G 为AC 与BD 的交点,BE ⊥平面ABCD .(1)证明:平面AEC ⊥平面BED ;(2)若∠ABC =120°,AE ⊥EC ,三棱锥EACD 的体积为63,求该三棱锥的侧面积.【解】 本题主要考查空间直线与平面、平面与平面垂直的性质与判定及三棱锥体积与侧面积的计算等基础知识,考查考生的推理论证能力、空间想象能力、运算求解能力.求解第(1)问时,根据菱形的性质,易知AC ⊥BD ,由直线BE ⊥平面ABCD ,得AC ⊥BE ,进而得到AC ⊥平面BED ,再根据面面垂直的判定定理得平面AEC ⊥平面BED ;求解第(2)问时,首先根据AE ⊥EC 、菱形的性质及三棱锥的体积求出菱形的边长,再求三棱锥的侧面积.(1)因为四边形ABCD 为菱形,所以AC ⊥BD .因为BE ⊥平面ABCD ,所以AC ⊥BE .故AC ⊥平面BED . 又AC ⊂平面AEC ,所以平面AEC ⊥平面BED .(2)证明:设AB =x ,在菱形ABCD 中,由∠ABC =120°,可得AG =GC =32x ,GB =GD =x2.因为AE ⊥EC ,所以在Rt △AEC 中,可得EG =32x .由BE ⊥平面ABCD ,知△EBG 为直角三角形,可得BE =22x .由已知得,三棱锥EACD 的体积V EACD =13×12AC ·GD ·BE =624x 3=63.故x =2.从而可得AE =EC =ED =6.所以△EAC 的面积为3,△EAD 的面积与△ECD 的面积均为 5.故三棱锥EACD 的侧面积为3+25.【规律感悟】 1.证明线线垂直的常用方法(1)利用特殊平面图形的性质:如利用直角三角形、矩形、菱形、等腰三角形等得到线线垂直.(2)利用勾股定理逆定理.(3)利用线面垂直的性质:即要证明线线垂直,只需证明一线垂直于另一线所在平面即可.2.证明线面垂直的常用方法(1)利用线面垂直的判定定理:把线面垂直的判定转化为证明线线垂直. (2)利用面面垂直的性质定理,把证明线面垂直转化为证明面面垂直.。

2016全国文数立体几何高考试题—学生专用(3)

2016全国文数立体几何高考试题—学生专用(3)

2016全国文科数学立体几何高考试题—学生专用(3)1.【2016高考新课标1文数】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28π3,则它的表面积是( )(A )17π (B )18π (C )20π (D )28π2.【2016高考新课标1文数】平面α过正文体ABCD —A 1B 1C 1D 1的顶点A 11//CB D α平面,ABCD m α= 平面,11ABB A n α= 平面,则m ,n 所成角的正弦值为( )(A B )2(C D )133.【2016高考上海文科】如图,在正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别为BC 、BB 1的中点,则下列直线中与直线EF 相交的是()(A)直线AA 1(B)直线A 1B 1(C)直线A 1D 1 (D)直线B 1C 14.【2016高考浙江文数】已知互相垂直的平面αβ,交于直线l .若直线m ,n 满足m ∥α,n ⊥β,则() A.m ∥lB.m ∥nC.n ⊥lD.m ⊥n5. 【2016年大连市高三双基测试卷】已知互不重合的直线,a b ,互不重合的平面,αβ,给出下列四个命题,错.误.的命题是() (A )若a //α,a //β,b αβ= ,则a //b (B)若βα⊥,a α⊥,β⊥b ,则b a ⊥(C)若βα⊥,γα⊥,a =γβ ,则a α⊥ (D)若α//β,a //α,则a //β6.【2016高考山东文数】已知直线a ,b 分别在两个不同的平面α,b 内,则“直线a 和直线b 相交”是“平面α和平面b 相交”的( )(A )充分不必要条件(B )必要不充分条件(C )充要条件(D )既不充分也不必要条件7.【2016高考天津文数】将一个长方形沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为( )8. 【2016高考新课标Ⅲ文数】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 )819.【2016高考山东文数】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 )12+π33(B )1+π33(C )1+π36(D )1+π610.[2016高考新课标Ⅲ文数]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 )323π11.【2016高考浙江文数】某几何体的三视图如图所示(单位:cm ),则该几何体的表面积是______cm 2,体积是______cm 3.12.【2016高考四川文科】已知某三菱锥的三视图如图所示,则该三菱锥的体积.13.【2016高考北京文数】某四棱柱的三视图如图所示,则该四棱柱的体积为___________.侧视图俯视图14.【2016高考新课标1文数】(本题满分12分)如图,在已知正三棱锥P -ABC 的侧面是直角三角形,PA =6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点E ,连接PE 并延长交AB 于点G . (I )证明G 是AB 的中点;(II )在答题卡第(18)题图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.15.[2016高考新课标Ⅲ文数]如图,四棱锥P ABC -中,PA ⊥平面A B C D ,AD BC ,3AB AD AC ===,4PA BC ==,M 为线段AD 上一点,2AM MD =,N 为PC 的中点.(I )证明MN 平面PAB ; (II )求四面体N BCM -的体积.PABD CGE16.【2016高考北京文数】(本小题14分)如图,在四棱锥ABCD P -中,⊥PC 平面ABCD ,,AB DC DC AC ⊥∥ (I )求证:DC PAC ⊥平面; (II )求证:PAB PAC ⊥平面平面;(III )设点E 为AB 的中点,在棱PB 上是否存在点F ,使得//PA 平面C F E ?说明理由.17.【2016高考山东文数】(本小题满分12分) 在如图所示的几何体中,D 是AC 的中点,EF ∥DB . (I )已知AB =BC ,AE =EC .求证:AC ⊥FB ;(II )已知G ,H 分别是EC 和FB 的中点.求证:GH ∥平面ABC .18.【2016高考天津文数】(本小题满分13分)如图,四边形ABCD是平行四边形,平面AED⊥平面ABCD,EF||AB,AB=2,BC=EF=1,DE=3,∠BAD=60º,G为BC的中点.FG平面BED;(Ⅰ)求证://(Ⅱ)求证:平面BED⊥平面AED;(Ⅲ)求直线EF与平面BED所成角的正弦值.19.【2016高考浙江文数】(本题满分15分)如图,在三棱台ABC-DEF中,平面BCFE⊥平面ABC,∠ACB=90°,BE=EF=FC=1,BC=2,AC=3.(I)求证:BF⊥平面ACFD;(II)求直线BD与平面ACFD所成角的余弦值.20.【2016高考四川文科】(12分)如图,在四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥CD ,AD ∥BC ,∠ADC=∠PAB=90°,12BC CD AD ==. (I )在平面PAD 内找一点M ,使得直线CM ∥平面PAB ,并说明理由; (II )证明:平面PAB ⊥平面PBD.DCB AP。

2016北京高三二模分类汇编:立体几何

2016北京高三二模分类汇编:立体几何

2016北京高三二模分类汇编立体几何一、立体几何基本知识1.【2016朝阳高三二模,文数第08题】2.【2016海淀高三二模,理数第14题】3.【2016朝阳高三二模,理数第08题】已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为2,E 是棱11D C 的中点,点F 在正方体内部或正方体的表面上,且EF ∥平面11A BC ,则动点F 的轨迹所形成的区域面积是A .92B .C .D .4.【2016朝阳高三二模,文数第04题】已知m ,n ,l 为三条不同的直线,α,β,γ为三个不同的平面,则下列命题中正确的是A .若m ⊥l ,n ⊥l , 则m ∥nB .若m ∥α,n ∥α,则m ∥nC .若m ⊥α,n ⊥α,则m ∥nD .若α⊥γ,β⊥γ,则α∥β俯视图侧(左)视图111正(主)视图11二、立体几何之三视图5.【2016昌平高三二模,理数第12题】 某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱 锥中最长棱的棱长为_______.6.【2016西城高三二模,文数第11题】 某四棱锥的三视图如图所示, 该四棱锥最长棱的棱长为_____.7.【2016朝阳高三二模,文数数第06题】已知某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的最长棱的长是A .6B .5 C. 2 D.2三、 立体几何之复杂应用(大题)8.【2016昌平高三二模,理数第17题】 (本小题满分14分)如图,三棱柱111ABC A B C -中,BC 垂直于正方形11A ACC 所在平面,2,1AC BC ==,D 为AC 中点,E 为线段1BC 上的一点(端点除外), 平面1AB E 与BD 交于点F .(I )若E 不是1BC 的中点,求证:1//AB EF ;(II )若E 是1BC 的中点,求AE 与平面D BC 1所成角的正弦值;2正(主)视图侧(左)视图俯视 1 1 2正视侧视图俯视图1 11 1(III )在线段1BC 上是否存在点E ,使得1,A E CE ⊥若存在,求出1BEEC 的值,若不存在,请说明理由.9.【2016朝阳高三二模,文数第18题】(本小题满分14分)在四棱锥A BCDE -中,底面BCDE 为菱形,侧面ABE 为等边三角形,且侧面ABE ⊥底面BCDE ,,O F 分别为,BE DE 的中点. (Ⅰ)求证:AO CD ⊥;(Ⅱ)求证:平面AOF ⊥平面ACE ;(Ⅲ)侧棱AC 上是否存在点P ,使得//BP 平面AOF ?若存在,求出APPC的值;若不存在,请说明理由.10.【2016朝阳高三二模,文数第17题】(本小题满分14分)如图1,在等腰梯形中,,,, 为中点,点分别为的中点.将沿折起到的位置,使得平面平面(如图2). (Ⅰ)求证:;(Ⅱ)求直线与平面所成角的正弦值;(Ⅲ)侧棱上是否存在点,使得平面? 若存在,求出的值;若不存在,请说明理由.ABCD //BC AD 122BC AD ==60A ∠=︒E AD ,O F ,BE DE ABE ∆BE 1A BE ∆1A BE ⊥BCDE 1A O CE ⊥1A B 1A CE 1A C P //BP 1A OF 11A PA CFOBCDAE11.【2016海淀高三二模,理数第17题】12.【2016西城高三二模,文数第17题】(本小题满分14分)如图,在周长为8的矩形ABCD 中,,E F 分别为,BC DA 的中点. 将矩形ABCD 沿着线段EF 折起,使得60DFA ∠=o . 设G 为AF 上一点,且满足//CF 平面BDG .(Ⅰ)求证:EF DG ⊥;(Ⅱ)求证:G 为线段AF 的中点;(Ⅲ)求线段CG 长度的最小值.ECDBA图1BFOCDA 1E图213.【2016海淀高三二模,文数第17题】F E GA BD C CA BF E D C CC 1B 1A 1F ED CBA详细解答1. D2.3. C4. C5.6. 37. A8.I )证明:连接C B 1,交1BC 于点G ,连接GD . 在三棱柱111C B A ABC -中, G 为1B C 中点, 且D 为AC 中点, 所以1//GD AB .因为1GD BC D ⊂平面,D BC AB 11平面⊄所以11//AB BC D 平面. ………………2分 由已知,平面1ABE 与BD 交于点F , 所以1F AB ∈平面,E 从而1EF AB EF ⊂平面, 又1EF BC D ⊂平面,所以11BC D AB EF EF =I 平面平面, 所以1//AB EF . ……………………4分(II) 建立空间直角坐标系 11C ACB -如图所示.11(2,2,0),(2,0,0),(0,2,0),(0,0,0),1(0,2,1),(0,0,1),(0,1,),(1,2,0).2A A C CB B E D 1.设平面1BC D 的法向量为(,,)n x y z =r由得20,20.y z x y +=⎧⎨+=⎩,令1,y =,得(2,1,2)n =--r. ……………………6分……………………8分所以,AE 与平面1BC D所成角的正弦值为63. ……………………9分 (III) 在线段1BC 上存在点E ,使得1,A E CE ⊥且114BE EC =. 理由如下: 假设在线段1BC 上存在点E ,使得1,A E CE ⊥设11(0,,)E y z ,1(0)BEEC λλ=>.则,1111(0,2,1)(0,,)y z y z λ--=--. 112,11,1y z λλ⎧=⎪⎪+⎨⎪=⎪+⎩21(0,,)11E λλ++. ………………11分22410(1)(1)λλλ-+=++, 解得: 14λ=. ………………13分 所以,在线段1BC 上存在点E ,使得1,A E CE ⊥且114BE EC =.………………14分9.解:(Ⅰ)因为ABE ∆为等边三角形,O 为BE 的中点, 所以AO BE ⊥.又因为平面ABE ⊥平面BCDE , 平面ABE I 平面BCDE BE =,AO ⊂平面ABE , 所以AO ⊥平面BCDE . 又因为CD ⊂平面BCDE ,所以AO CD ⊥.……………………………………………………………4分 (Ⅱ)连结BD ,因为四边形BCDE 为菱形,所以CE BD ⊥.因为,O F 分别为,BE DE 的中点, 所以//OF BD ,所以CE OF ⊥. 由(Ⅰ)可知,AO ⊥平面BCDE . 因为CE ⊂平面BCDE ,所以AO CE ⊥. 因为AO OF O =I ,所以CE ⊥平面AOF . 又因为CE ⊂平面ACE ,所以平面AOF ⊥平面ACE .…………………………………………………9分 (Ⅲ)当点P 为AC 上的三等分点(靠近A 点)时,//BP 平面AOF .证明如下:设CE 与,BD OF 的交点分别为,M N ,连结AN ,PM .因为四边形BCDE 为菱形,,O F 分别为,BE DE 的中点,所以12NM MC =.设P 为AC 上靠近A 点的三等分点, 则12AP NM PC MC ==,所以//PM AN . 因为AN ⊂平面AOF ,PM ⊄平面AOF ,所以//PM 平面AOF . 由于//BD OF ,OF ⊂平面AOF ,BD ⊄平面AOF , 所以//BD 平面AOF ,即//BM 平面AOF . 因为BM PM M =I , 所以平面//BMP 平面AOF .因为BP ⊂平面BMP ,所以//BP 平面AOF . 可见侧棱AC 上存在点P ,使得//BP 平面AOF ,且12AP PC =. …………………………………………………………………………14分FOBCDAE P MN10解:(Ⅰ)如图1,在等腰梯形中,由,,,为中点, 所以为等边三角形.如图2, 因为为的中点,所以. 又因为平面平面, 且平面平面,所以平面,所以.………4分 (Ⅱ)连结,由已知得,又为的中点,所以.由(Ⅰ)知平面, 所以, 所以两两垂直.以为原点,分别为轴建立空间直角坐标系(如图).因为,易知.所以, 所以.设平面的一个法向量为,由得 即取,得.设直线与平面所成角为, 则.ABCD //BC AD 122BCAD ==60A ∠=︒E AD ABE ∆O BE 1A O BE ⊥1A BE ⊥BCDE 1A BE I BCDE BE =1AO ⊥BCDE 1A O CE ⊥OC CB CE =O BE OC BE ⊥1AO ⊥BCDE 11,A O BE A O OC ⊥⊥1,,OA OB OC O 1,,OB OC OA ,,x y z 2BC =13OA OC ==1(003),(100),(030),(100)A B C E -,,,,,,,,1A CE (,,)x y z =n 330,30.y z x z ⎧-=⎪⎨--=⎪⎩0, 30. y z x z -=⎧⎪⎨+=⎪⎩1z =(3,1,1)=-n 1A B 1A CE θA 1x zyzz z F OBCDEP CBFODA 1E所以直线与平面所成角的正弦值为. …………………9分 (Ⅲ)假设在侧棱上存在点,使得平面.设,.因为,所以.易证四边形为菱形,且, 又由(Ⅰ)可知,,所以平面.所以为平面的一个法向量.由,得. 所以侧棱上存在点,使得平面,且. (14)11.1A B 1A CE 1A C P //BP 1A OF [0,1]λ∈BCDE CE BD ⊥1A O CE ⊥CE ⊥1A OF 1A OF 1[0,1]3λ=∈1A C P //BP 1A OF 1113A P A C =。

2016届高考数学文自由复习步步高系列专题06立体几何(通用版)(原卷版)

2016届高考数学文自由复习步步高系列专题06立体几何(通用版)(原卷版)

2016年高考备考之考前十天自主复习第6天(文科)回顾一:空间几何体1.四棱柱、直四棱柱、正四棱柱、正方体、平行六面体、直平行六面体、长方体之间的关系.2.空间几何体的三视图(1)三视图的正视图、侧视图、俯视图分别是从物体的正前方、正左方、正上方看到的物体轮廓线的正投影形成的平面图形.(2)三视图排列规则:俯视图放在正视图的下面,长度与正视图一样;侧视图放在正视图的右面,高度和正视图一样,宽度与俯视图一样.(3)画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高.看不到的线画虚线.3.直观图的斜二测画法空间几何体的直观图常用斜二测画法来画,其规则是:(1)原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中,x′轴、y′轴的夹角为45°(或135°),z′轴与x′轴和y′轴所在平面垂直.(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍分别平行于坐标轴.平行于x轴和z轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于y轴的线段长度在直观图中变为原来的一半.4.空间几何体的两组常用公式(1)柱体、锥体、台体的侧面积公式:①S 柱侧=ch (c 为底面周长,h 为高);②S 锥侧=12ch ′(c 为底面周长,h ′为斜高);③S 台侧=12(c +c ′)h ′(c ′,c 分别为上下底面的周长,h ′为斜高);④S 球表=4πR 2(R 为球的半径). (2)柱体、锥体和球的体积公式: ①V 柱体=Sh (S 为底面面积,h 为高); ②V 锥体=13Sh (S 为底面面积,h 为高);③V 台=13(S +SS ′+S ′)h (不要求记忆);④V 球=43πR 3.回顾二:空间中的平行于垂直1.线面平行与垂直的判定定理、性质定理2.提醒 使用有关平行、垂直的判定定理时,要注意其具备的条件,缺一不可. 3. 平行关系及垂直关系的转化示意图热点一:三视图与表面积、体积【典例】( 福建省龙岩市2016届高三教学质量检查数学文8)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,则这个几何体的表面积是( )A B+C+D1【题型概述】这类题以三视图为载体,考查面积、体积的计算,尤其三视图及柱、锥与球的接切问题相结合是考试的重点和热点,这类题的解决方法一般为将三视图还原几何体,再利用几何体的表面积公式或体积公式计算,解决的关键是要熟悉常见几何体的三视图,尤其注意几何体的不同摆放位置三视图会发生变化.【跟踪练习1】(2016年浙江省杭州市严州中学高三三月阶段测试数学文10)一个简单几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,俯视图是等腰直角三角形,则该几何体的体积为 ,表面积为.【跟踪练习2】(东北三省三校2016年高三第一次联合模拟考试文6)已知三棱锥的三视图,则该三棱锥的体积是()A.B.C.D.热点二:证明或判断空间平行、垂直关系【典例】( 四川省遂宁市2016届高三第二次诊断考试数学文18)如图,四边形ABCD 为梯形,AB ∥CD ,PD ⊥平面ABCD , =ADC=90BAD ∠∠o ,22,DC AB a DA ===,E 为BC 中点.(1)求证:平面PBC ⊥平面PDE ;(2)线段PC 上是否存在一点F ,使P A //平面BDF ?若有,请找出具体位置,并进行证明;若无,请分析说明理由.【题型概述】空间中的平行关系在高考命题中主要与平面问题中的平行、简单几何体的结构特征等问题相结合,重点考查空间中直线与平面平行、平面与平面平行的判定及性质,解决该类题的关键是注意线线位置关系、线面位置关系、面面位置关系的转化. 【跟踪练习1】(江西省六校2016届高三3月联考数学文4)设α,β是空间两个平面,m, n 是空间两条直线,则下列选项不正确...的是( ) A .当m ⊂α时,“n ∥α”是“m ∥n ”的必要不充分条件 B .当m ⊂α时,“m β⊥”是“α⊥β”的充分不必要条件 C .当n ⊥α时,“n ⊥β”是“α∥β”的充要条件D .当m ⊂α时,“n ⊥α”是“m ⊥n ”的充分不必要条件【跟踪练习2】( 2014-2016江西省景德镇高三第二质检数学文19)在平行六面体1111ABCD A B C D -中,12AA AD AB ===,160A AD DAB ∠=∠=︒,O 是AD 的中点.(1)证明AD ⊥面1AOB ; (2)当平面ABCD ⊥平面11AA D D ,求11B CDD V -.1A【跟踪练习3】如图所示,已知三棱锥A-BPC中,AP⊥PC,AC⊥BC,M为AB的中点,D为PB的中点,且△PMB为正三角形.(1)求证:DM∥平面APC; (2)求证:平面ABC⊥平面APC.P1.(2014——2016学年度上学期辽宁省丹东五校协作体高三期末考试文5)某几何体三视图如下,其中三角形的三边长与圆的直径均为2,则该几何体体积为().Aπ.B.C.Dπ2.等腰梯形ABCD,上底1CD=,腰AD CB==3AB=,以下底所在直线为x 轴,则由斜二测画法画出的直观图''''A B C D的面积为_______.3.(山东省潍坊市第一中学2014届高三1月期末考前模拟数学文7)设,m n 是两条不同直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题正确的是(A )//,////,//m n m n αβαβ且则 (B ),m n αβαβ⊥⊥⊥且,则m n ⊥ (C ),,m n m n αβ⊥⊂⊥,则αβ⊥ (D ),,//,//m n m n ααββ⊂⊂,则//αβ 4.如图,四边形ABCD 为矩形,AD ⊥平面ABE,F 为CE 上的点,且BF ⊥平面ACE. (1)求证:AE ⊥平面BCE ;(2)设M 在线段AB 上,且满足AM=2MB,试在线段CE 上确定一点N,使得MN ∥平面DAE .5.已知直三棱柱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 ;6. (甘肃省兰州市2016年高三诊断考试文18)如图,在四棱柱1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 是等腰梯形,2AB =,1BC CD ==AB ∥CD ,顶点1D 在底面ABCD 内的射影恰为点C .(Ⅰ)求证:1AD BC ⊥;(Ⅱ)在AB 上是否存在点M ,使得1C M ∥平面11ADD A ?若存在,确定点M 的位置;若不存在,请说明理由.7. (吉林省长春市普通高中2016届高三质量监测(二)文19)如图,在四棱锥CD P -AB 中,PA ⊥平面CD AB ,D 2PA =AB =A =,四边形D AB ⊥A ,C//D B A 且C 4B =,点M为C P 中点.()1求证:平面D A M ⊥平面C PB ; ()2求点P 到平面D A M 的距离.。

2016年全国各地高考数学试题及解答分类大全(立体几何 )

2016年全国各地高考数学试题及解答分类大全(立体几何 )

2016 年全国各地高考数学试题及解答分类大全(立体几何 )一、选择题1.(2016北京理)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的体积为( )A.16 B.13 C.12D.1 【答案】A【解析】试题分析:分析三视图可知,该几何体为一三棱 锥P ABC -,其体积111111326V =⋅⋅⋅⋅=,故选A. 考点:1.三视图;2.空间几何体体积计算.【名师点睛】解决此类问题的关键是根据几何体的三视图判断几何体的结构特征.常见的有以下几类:①三视图为三个三角形,对应的几何体为三棱锥;②三视图为两个三角形,一个四边形,对应的几何体为四棱锥;③三视图为两个三角形,一个圆,对应的几何体为圆锥;④三视图为一个三角形,两个四边形,对应的几何体为三棱柱;⑤三视图为三个四边形,对应的几何体为四棱柱;⑥三视图为两个四边形,一个圆,对应的几何体为圆柱.2.(2016全国Ⅰ文、理)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】试题分析: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 . 考点:三视图及球的表面积与体积【名师点睛】由于三视图能有效的考查学生的空间想象能力,所以以 三视图为载体的立体几何题基本上是高考每年必考内容,高考试题中三视图一般常与几何体的表面积与体积交汇.由三视图还原出原几何体,是解决此类问题的关键.3.(2016全国Ⅰ文、理)平面α过正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的顶点A ,α//平面CB 1D 1, ABCD m α=平面,11ABB A n α=平面,则m 、n 所成角的正弦值为 ( )(A)3 (B )2 (C)3 (D)13【答案】A【解析】试题分析:如图,设平面11CB D 平面ABCD ='m ,平面11CB D 平面11ABB A ='n ,因为//α平面11CB D ,所以//',//'m m n n ,则,m n 所成的角等于','m n 所成的角. 延长AD ,过1D 作11//D E B C ,连接11,CE B D ,则CE 为'm , 同理11B F 为'n ,而111//,//BD CE B F A B ,则','m n 所成 的角即为1,A B BD 所成的角,即为60︒,故,m n 所成角的 正弦值为32,选A. 考点:平面的截面问题,面面平行的性质定理,异面直线所成的角.【名师点睛】求解本题的关键是作出异面直线所成角,求异面直线所成角的步骤是:平移定角、连线成形,解形求角、得钝求补.4.(2016全国Ⅱ文)体积为8的正方体的顶点都在同一球面上,则该球面的表面积为( )(A )12π (B )323π(C )8π (D )4π 【答案】A【解析】试题分析:因为正方体的体积为8,所以棱长为2,所以正方体的体对角线长为23,所以正方体的外接球的半径为3,所以球面的表面积为24(3)12ππ⋅=,故选A. 考点: 正方体的性质,球的表面积.【名师点睛】棱长为a 的正方体中有三个球: 外接球、内切球和与各条棱都相切的球.其半径分别为3a 、2a 和22a .5.(2016全国Ⅱ文、理)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()(A)20π(B)24π(C)28π(D)32π【答案】C考点:三视图,空间几何体的体积.【名师点睛】以三视图为载体考查几何体的体积,解题的关键是根据三视图想象原几何体的形状构成,并从三视图中发现几何体中各元素间的位置关系及数量关系,然后在直观图中求解.【名师点睛】由三视图还原几何体的方法:6.(2016全国Ⅲ文、理)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)18365+(B )54185+(C)90 (D)81【答案】B考点:空间几何体的三视图及表面积.【技巧点拨】求解多面体的表面积及体积问题,关键是找到其中的特征图形,如棱柱中的矩形,棱锥中的直角三角形,棱台中的直角梯形等,通过这些图形,找到几何元素间的关系,建立未知量与已知量间的关系,进行求解.7. (2016全国Ⅲ文、理) 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】试题分析: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 .考点:1、三棱柱的内切球;2、球的体积.【思维拓展】立体几何是的最值问题通常有三种思考方向:(1)根据几何体的结构特征,变动态为静态,直观判断在什么情况下取得最值;(2)将几何体平面化,如利用展开图,在平面几何图中直观求解;(3)建立函数,通过求函数的最值来求解.8.(2016山东文、理)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 )1233+π (B )123+π (C )123+π (D )21+π 【答案】C考点:1.三视图;2.几何体的体积.【名师点睛】本题主要考查三视图及几何体的体积计算,本题涉及正四棱锥及球的体积计算,综合性较强,较全面的考查考生的视图用图能力、空间想象能力、数学基本计算能力等.9.(2016上海文)如图,在正方体ABCD −A 1B 1C 1D 1中,E 、F 分别为BC 、BB 1的中点,则下列直线中与直线EF 相交的是( )(A)直线AA 1 (B)直线A 1B 1 (C)直线A 1D 1 (D)直线B 1C 1【答案】D【解析】只有11B C 与EF 在同一平面内,是相交的,其他A ,B ,C 中直线与EF 都是异面直线,故选D . 考点:1.正方体的几何特征;2.直线与直线的位置关系.【名师点睛】本题以正方体为载体,研究直线与直线的位置关系,突出体现了高考试题的基础性,题目不难,能较好的考查考生分析问题解决问题的能力、空间想象能力等.10.(2016天津文)将一个长方形沿相邻三个面的对角线截去一个棱锥,得到的几何体的正视图与俯视图如图所示,则该几何体的侧(左)视图为( )【答案】B【解析】试题分析:由题意得截去的是长方体前右上方顶点,故选B 考点:三视图【名师点睛】1.解答此类题目的关键是由多面体的三视图想象出空间几何体的形状并画出其直观图. 2.三视图中“正侧一样高、正俯一样长、俯侧一样宽”,因此,可以根据三视图的形状及相关数据推断出原几何图形中的点、线、面之间的位置关系及相关数据.11.(2016浙江文、理) 已知互相垂直的平面αβ,交于直线l .若直线m ,n 满足,m n αβ∥⊥, 则( )A .m ∥lB .m ∥nC .n ⊥lD .m ⊥n 【答案】C【解析】试题分析:由题意知,l l αββ=∴⊂,,n n l β⊥∴⊥.故选C .考点:空间点、线、面的位置关系.【思路点睛】解决这类空间点、线、面的位置关系问题,一般是借助长方体(或正方体),能形象直观地看出空间点、线、面的位置关系.二、填空1. (2016北京文)某四棱柱的三视图如图所示,则该四棱柱的体积为___________.【答案】3.2考点:三视图【名师点睛】解决此类问题的关键是根据几何体的三视图判断几何体的结构特征.常见的有以下几类:①三视图为三个三角形,对应的几何体为三棱锥;②三视图为两个三角形,一个四边形,对应的几何体为四棱锥;③三视图为两个三角形,一个圆,对应的几何体为圆锥;④三视图为一个三角形,两个四边形,对应的几何体为三棱柱;⑤三视图为三个四边形,对应的几何体为四棱柱;⑥三视图为两个四边形,一个圆,对应的几何体为圆柱.2.(2016全国Ⅱ理),αβ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 n αβ⊥⊥,那么αβ⊥. (2)如果,//m n αα⊥,那么m n ⊥. (3)如果//,m αβα⊂,那么//m β.(4)如果//,//m n αβ,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 . (填写所有正确命题的编号) 【答案】②③④考点: 空间中的线面关系.【名师点睛】求解本题应注意在空间中考虑线、面关系.3、(2016上海理)如图,在正四棱柱1111D C B A ABCD -中,底面ABCD 的边长为3,1BD 与底面所成角的大小为32arctan ,则该正四棱柱的高等于____________. 【答案】22【解析】试题分析:由题意得111122tan 223332DD DBD DD BD ∠==⇒=⇒=.考点:1.正四棱柱的几何特征;2.直线与平面所成的角.【名师点睛】涉及立体几何中的角的问题,往往要将空间问题转化成平面问题,做出角,构建三角形,在三角形中解决问题;也可以通过建立空间直角坐标系,利用空间向量方法求解,应根据具体情况选择不同方法,本题难度不大,能较好地考查考生的空间想象能力、基本计算能力等.4. (2016四川文)已知某三菱锥的三视图如图所示,则该三菱锥的体积.侧视图俯视图【答案】3【解析】试题分析:由三视图可知该几何体是一个三棱锥,且底面积为112S =⨯=1,所以该几何体的体积为11133V Sh ===考点:1.三视图;2.几何体的体积.【名师点睛】本题考查三视图,考查几何体体积,考查学生的识图能力.解题时要求我们根据三视图想象出几何体的形状,由三视图得出几何体的尺寸,为此我们必须掌握基本几何体(柱、锥、台、球)的三视图以及各种组合体的三视图.5.(2016四川理)已知三棱锥的四个面都是腰长为2的等腰三角形,该三棱锥的正视图如图所示,则该三棱锥的体积是.正视图33【答案】3【解析】试题分析:由三棱锥的正视图知,三棱锥的高为1,底面边长为2,2,则底面等腰三角形的顶角为120︒,所以三棱锥的体积为1122sin1201323V =⨯⨯⨯⨯︒⨯=.考点:三视图,几何体的体积.【名师点睛】本题考查三视图,考查几何体体积,考查学生的识图能力.解题时要求我们根据三视图想象出几何体的形状,由三视图得出几何体的尺寸,为此我们必须掌握基本几何体(柱、锥、台、球)的三视图以及各种组合体的三视图.6.(2016浙江文、理)某几何体的三视图如图所示(单位:cm ),则该几何体的表面积是______cm 2,体积是______cm 3.【答案】80;40. 【解析】试题分析:由三视图知该组合体是一个长方体上面放置了 一个小正方体, 22262244242280S =⨯+⨯+⨯⨯-⨯=表,3244240V =+⨯⨯=.考点:三视图.【方法点睛】解决由三视图求空间几何体的表面积与体积问题,一般是先根据三视图确定该几何体的结构特征,再准确利用几何体的表面积与体积公式计算该几何体的表面积与体积. 7.(2016浙江文)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△CD 'A ,直线AC 与D 'B 所成角的余弦的最大值是______. 【答案】69【解析】试题分析:设直线AC 与'BD 所成角为θ.设O 是AC 中点,由已知得6AC =,如图,以OB 为x 轴,OA 为y 轴,过O 与平面ABC 垂直的直线为z 轴,建立空间直角坐标系,由6(0,,0)A ,30(,0,0)B ,6(0,,0)C -,作DH AC ⊥于H ,翻折过程中,'D H 始终与AC 垂直, 2666CD CH CA ===,则63OH =,153066DH ⨯==,因此可设30630'(cos ,,sin )636D αα-, 则3030630'(cos ,,sin )BD αα=--, 与CA 平行的单位向量为(0,1,0)n =,所以cos cos ',BD n θ=<>''BD n BD n⋅==6395cos α-,HD'DCBA zyO所以cos 1α=时,cos θ取最大值69. 考点:异面直线所成角.【思路点睛】先建立空间直角坐标系,再计算与C A 平行的单位向量n 和D 'B ,进而可得直线C A 与D 'B 所成角的余弦值,最后利用三角函数的性质可得直线C A 与D 'B 所成角的余弦值的最大值.8.(2016天津理)已知一个四棱锥的底面是平行四边形,该四棱锥的三视图如图所示(单位:m ),则该四棱锥的体积为_______m 3. 【答案】2【解析】试题分析:由三视图知四棱锥高为3,底面平行四边形 的底为2,高为1,因此体积为1(21)323V =⨯⨯⨯=.故答案为2. 考点:三视图【名师点睛】1.解答此类题目的关键是由多面体的三视图想象出空间几何体的形状并画出其直观图.2.三视图中“正侧一样高、正俯一样长、俯侧一样宽”,因此,可以根据三视图的形状及相关数据推断出原几何图形中的点、线、面之间的位置关系及相关数据.三、解答题1.(2016北京文)如图,在四棱锥ABCD P -中,⊥PC 平面ABCD ,,AB DC DC AC ⊥∥ (I )求证:DC PAC ⊥平面; (II )求证:PAB PAC ⊥平面平面;(III )设点E 为AB 的中点,在棱PB 上是否存在点F ,使得//PA 平面C F E ?说明理由.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)见解析;(III )存在.理由见解析.(III )棱PB 上存在点F ,使得//PA 平面C F E .证明如下: 取PB 中点F ,连结F E ,C E ,CF . 又因为E 为AB 的中点, 所以F//E PA . 又因为PA ⊄平面C F E , 所以//PA 平面C F E .考点:空间垂直判定与性质;空间想象能力,推理论证能力【名师点睛】平面与平面垂直的性质的应用:当两个平面垂直时,常作的辅助线是在其中一个面内作交线的垂线,把面面垂直转化为线面垂直,进而可以证明线线垂直(必要时可以通过平面几何的知识证明垂直关系),构造(寻找)二面角的平面角或得到点到面的距离等.2. (2016北京理)如图,在四棱锥P ABCD -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,PA PD ⊥,PA PD =,AB AD ⊥,1AB =,2AD =,5AC CD ==.(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. 【答案】(1)见解析;(2)33;(3)存在,14AM AP =(3)设M 是棱PA 上一点,则存在]1,0[∈λ使得AP AM λ=.因此点),,1(),,1,0(λλλλ--=-BM M .因为⊄BM 平面PCD ,所以∥BM 平面PCD 当且仅当0=⋅n BM , 即0)2,2,1(),,1(=-⋅--λλ,解得41=λ. 所以在棱PA 上存在点M 使得BM ∥平面PCD ,此时41=AP AM . 考点:1.空间垂直判定与性质;2.异面直线所成角的计算;3.空间向量的运用.【名师点睛】平面与平面垂直的性质的应用:当两个平面垂直时,常作的辅助线是在其中一个面内作交线的垂线,把面面垂直转化为线面垂直,进而可以证明线线垂直(必要时可以通过平面几何的知识证明垂直关系),构造(寻找)二面角的平面角或得到点到面的距离等.3.(2016江苏)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D ,E 分别为AB , BC 的中点,点F 在侧棱B 1B 上,且11B D A F ⊥ ,1111AC A B ⊥.求证:(1)直线DE ∥平面A 1C 1F ;(2)平面B 1DE ⊥平面A 1C 1F .【答案】(1)详见解析(2)详见解析考点:直线与直线、平面与平面位置关系【名师点睛】垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型. (1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行. (2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直. (3)证明线线垂直,需转化为证明线面垂直.(4)证明面面垂直,需转化为证明线面垂直,进而转化为证明线线垂直.4. (2016江苏)现需要设计一个仓库,它由上下两部分组成,上部分的形状是正四棱锥1111P A B C D -,下部分的形状是正四棱柱1111ABCD A B C D -(如图所示),并要求正四棱柱的高1PO 的四倍. (1)若16,PO 2,AB m m ==则仓库的容积是多少?(2)若正四棱柱的侧棱长为6m,则当1PO 为多少时,仓库的容积最大?【答案】(1)312(2)123PO =考点:函数的概念、导数的应用、棱柱和棱锥的体积【名师点睛】对应用题的训练,一般从读题、审题、剖析题目、寻找切入点方面进行强化,注重培养将文字语言转化为数学语言能力,强化构建数学模型的几种方法.而江苏应用题,往往需结合导数知识解决相应数学最值问题,因此掌握利用导数求最值方法是一项基本要求,需熟练掌握.5.(2016全国Ⅰ文)如图,在已知正三棱锥P -ABC 的侧面是直角三角形,P A =6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点E ,连接PE 并延长交AB 于点G . (I )证明G 是AB 的中点;(II )在答题卡第(18)题图中作出点E 在平面P AC 内的 正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积. 【答案】(I )见解析(II )作图见解析,体积为43试题解析:(I )因为P 在平面ABC 内的正投影为D , 所以.AB PD ⊥因为D 在平面PAB 内的正投影为E ,所以.AB DE ⊥ 所以AB ⊥平面PED ,故.AB PG ⊥又由已知可得,PA PB =,从而G 是AB 的中点.(II )在平面PAB 内,过点E 作PB 的平行线交PA 于点F ,F 即为E 在平面PAC 内的正投影.理由如下:由已知可得PB PA ⊥,⊥PB PC ,又//EF PB ,所以EF PC ⊥,因此EF ⊥平面PAC ,即点F 为E 在平面PAC 内的正投影.连接CG ,因为P 在平面ABC 内的正投影为D ,所以D 是正三角形ABC 的中心. 由(I )知,G 是AB 的中点,所以D 在CG 上,故2.3=CD CG 由题设可得⊥PC 平面PAB ,⊥DE 平面PAB ,所以//DE PC ,因此21,.33==PE PG DE PC 由已知,正三棱锥的侧面是直角三角形且6=PA ,可得2,2 2.==DE PE 在等腰直角三角形EFP 中,可得 2.==EF PF 所以四面体PDEF 的体积114222.323=⨯⨯⨯⨯=V 考点:线面位置关系及几何体体积的计算【名师点睛】文科立体几何解答题主要考查线面位置关系的证明及几何体体积的计算,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,要防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度不大,以中档题为主.PABD CGE6.(2016全国Ⅰ理)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 ∠=,且二面角D -AF -E 与二面角C -BE -F 都是60.(I )证明:平面ABEF ⊥平面EFDC ; (II )求二面角E -BC -A 的余弦值.【答案】(I )见解析(II )219-试题解析:(I )由已知可得F DF A ⊥,F F A ⊥E ,所以F A ⊥平面FDC E . 又F A ⊂平面F ABE ,故平面F ABE ⊥平面FDC E .(II )过D 作DG F ⊥E ,垂足为G ,由(I )知DG ⊥平面F ABE .以G 为坐标原点,GF 的方向为x 轴正方向,GF 为单位长度,建立如图所示的空间直角坐标系G xyz -.由(I )知DF ∠E 为二面角D F -A -E 的平面角,故DF 60∠E =,则DF 2=,DG 3=,可得()1,4,0A ,()3,4,0B -,()3,0,0E -,(D 3.由已知,//F AB E ,所以//AB 平面FDC E . 又平面CDAB 平面FDC DC E =,故//CD AB ,CD//F E .由//F BE A ,可得BE ⊥平面FDC E ,所以C F ∠E 为二面角C F -BE-的平面角,C F 60∠E =.从而可得(C 3-.所以(C 3E =,()0,4,0EB =,(C 3,3A =--,()4,0,0AB =-. 设(),,n x y z =是平面C B E 的法向量,则C 00n n ⎧⋅E =⎪⎨⋅EB =⎪⎩,即3040x z y ⎧+=⎪⎨=⎪⎩, 所以可取(3,0,3n =-.设m 是平面CD AB 的法向量,则C 0m m ⎧⋅A =⎪⎨⋅AB =⎪⎩,同理可取()0,3,4m =.则219cos ,n m n m n m ⋅==-.CBDEF故二面角C E-B -A 的余弦值为21919-.考点:垂直问题的证明及空间向量的应用【名师点睛】立体几何解答题第一问通常考查线面位置关系的证明,空间中线面位置关系的证明主要包括线线、线面、面面三者的平行与垂直关系,其中推理论证的关键是结合空间想象能力进行推理,要防止步骤不完整或考虑不全致推理片面,该类题目难度不大,以中档题为主.第二问一般考查角度问题,多用空间向量解决.7.(2016全国Ⅱ文) 如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,点E 、F 分别在AD ,CD 上,AE CF =,EF交BD 于点H ,将DEF ∆沿EF 折到'D EF ∆的位置. (Ⅰ)证明:'AC HD ⊥; (Ⅱ)若55,6,,'224AB AC AE OD ====,求五棱锥D ABCEF '-体积.【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)694. 【解析】试题分析:(Ⅰ)证//.AC EF 再证//.'AC HD (Ⅱ)根据勾股定理证明OD H '∆是直角三角形,从而得到.'⊥OD OH 进而有⊥AC 平面BHD ',证明'⊥OD 平面.ABC 根据菱形的面积减去三角形DEF 的面积求得五边形ABCFE 的面积,最后由椎体的体积公式求五棱锥D ABCEF '-体积. 试题解析:(I )由已知得,,.⊥=AC BD AD CD又由=AE CF 得=AE CFAD CD,故//.AC EF 由此得,'⊥⊥EF HD EF HD ,所以//.'AC HD .五边形ABCFE 的面积11969683.2224=⨯⨯-⨯⨯=S 所以五棱锥'ABCEF D -体积16923222.34=⨯⨯=V 考点: 空间中的线面关系判断,几何体的体积.【名师点睛】立体几何中的折叠问题,应注意折叠前后线段的长度、角哪些变了,哪些没变.8.(2016全国Ⅱ理)如图,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O , 5,6AB AC ==,点,E F 分别在,AD CD 上,54AE CF ==,EF 交BD 于点H .将DEF ∆沿EF 折到D EF '∆位置,10OD '=.(Ⅰ)证明:D H'⊥平面ABCD ;(Ⅱ)求二面角B D A C '--的正弦值.【答案】(Ⅰ)详见解析;(Ⅱ)9525.又D H EF '⊥,而OH EF H ⋂=, 所以D H ABCD '⊥平面.ABDD'E H Oz xyF(II )如图,以H 为坐标原点,HF 的方向为x 轴的正方向,建立空间直角坐标系H xyz -, 则()0,0,0H ,()3,2,0A --,()0,5,0B -,()3,1,0C -,()0,0,3D ',(3,4,0)AB =-,()6,0,0AC =,()3,1,3AD '=.设()111,,m x y z =是平面ABD '的法向量,则0m AB m AD ⎧⋅=⎪⎨'⋅=⎪⎩,即11111340330x y x y z -=⎧⎨++=⎩, 所以可以取()4,3,5m =-.设()222,,n x y z =是平面'ACD 的法向量,则0n AC n AD ⎧⋅=⎪⎨'⋅=⎪⎩,即222260330x x y z =⎧⎨++=⎩,所以可以取()0,3,1n =-.于是75cos ,||||5010m n m n m n ⋅<>===⋅⨯, 295sin ,25m n <>=.因此二面角B D A C '--的正弦值是29525. 考点:线面垂直的判定、二面角.【名师点睛】证明直线和平面垂直的常用方法有:①判定定理;②a ∥b ,a ⊥α⇒b ⊥α;③α∥β,a ⊥α⇒a ⊥β;④面面垂直的性质.线面垂直的性质,常用来证明线线垂直.求二面角最常用的方法就是分别求出二面角的两个面所在平面的法向量,然后通过两个平面的法向量的夹角得到二面角的大小,但要注意结合实际图形判断所求角是锐角还是钝角.9.(2016全国Ⅲ文)如图,四棱锥P ABC -中,PA ⊥平面ABCD ,ADBC ,3AB AD AC ===,4PA BC ==,M 为线段AD 上一点,2AM MD =,N 为PC 的中点.(I )证明MN平面PAB ;(II )求四面体N BCM -的体积. 【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)453. 试题解析:(Ⅰ)由已知得232==AD AM ,取BP 的中点T ,连接TN AT ,,由N 为PC 中点知BC TN //,221==BC TN . ......3分 又BC AD //,故TN AM ,四边形AMNT 为平行四边形,于是AT MN //. 因为⊂AT 平面PAB ,⊄MN 平面PAB , 所以//MN 平面PAB . ........6分(Ⅱ)因为⊥PA 平面ABCD ,N 为PC 的中点, 所以N 到平面ABCD 的距离为PA 21. ....9分 取BC 的中点E ,连结AE .由3==AC AB 得BC AE ⊥,522=-=BE AB AE .由BC AM ∥得M 到BC 的距离为5,故525421=⨯⨯=∆BCM S , 所以四面体BCM N -的体积354231=⨯⨯=∆-PA S V BCM BCM N . .....12分考点:1、直线与平面间的平行与垂直关系;2、三棱锥的体积.【技巧点拨】(1)证明立体几何中的平行关系,常常是通过线线平行来实现,而线线平行常常利用三角形的中位线、平行四边形与梯形的平行关系来推证;(2)求三棱锥的体积关键是确定其高,而高的确定关键又推出顶点在底面上的射影位置,当然有时也采取割补法、体积转换法求解.10.(2016全国Ⅲ理)如图,四棱锥P ABC -中,PA ⊥地面ABCD ,AD BC ,3AB AD AC ===,4PA BC ==,M 为线段AD 上一点,2AM MD =, N 为PC 的中点.(I )证明MN平面PAB ;(II )求直线AN 与平面PMN 所成角的正弦值.【答案】(Ⅰ)见解析;(Ⅱ)8525.【解析】试题分析:(Ⅰ)取PB 的中点T ,然后结合条件中的数据证明四边形AMNT 为平行四边形,从而得到MNAT ,由此结合线面平行的判断定理可证;(Ⅱ)以A 为坐标原点,以,AD AP 所在直线分别为,y z 轴建立空间直角坐标系,然后通过求直线AN 的方向向量与平面PMN 法向量的夹角来处理AN 与平面PMN 所成角.试题解析:(Ⅰ)由已知得232==AD AM ,取BP 的中点T ,连接TN AT ,,由N 为PC 中点知BC TN //,221==BC TN .又BC AD //,故TN AM,四边形AMNT 为平行四边形,于是AT MN //.因为⊂AT 平面PAB ,⊄MN 平面PAB ,所以//MN 平面PAB .设(,,)n x y z =为平面PMN 的法向量,则⎪⎩⎪⎨⎧=⋅=⋅00PN n PM n ,即⎪⎩⎪⎨⎧=-+=-0225042z y x z x ,可取(0,2,1)n =,于是||85|cos ,|25||||n AN n AN n AN ⋅<>==.考点:1、空间直线与平面间的平行与垂直关系;2、棱锥的体积.【技巧点拨】(1)证明立体几何中的平行关系,常常是通过线线平行来实现,而线线平行常常利用三角形的中位线、平行四边形与梯形的平行关系来推证;(2)求解空间中的角和距离常常可通过建立空间直角坐标系,利用空间向量中的夹角与距离来处理.11.(2016山东文)在如图所示的几何体中,D 是AC 的中点,EF ∥DB . (I )已知AB =BC ,AE =EC .求证:AC ⊥FB ;(II )已知G ,H 分别是EC 和FB 的中点.求证:GH ∥平面ABC . 【答案】(Ⅰ))证明:见解析;(Ⅱ)见解析. 【解析】试题分析:(Ⅰ))根据BD EF //,知EF 与BD 确定一个平面, 连接DE ,得到AC DE ⊥,AC BD ⊥,从而⊥AC 平面BDEF , 证得FB AC ⊥.(Ⅱ)设FC 的中点为I ,连HI GI ,,在CEF ∆,CFB ∆中,由三角形中位线定理可得线线平行,证得平面//GHI 平面ABC ,进一步得到//GH 平面ABC . 试题解析:(Ⅰ))证明:因BD EF //,所以EF 与BD 确定一个平面,连接DE ,因为E EC AE ,=为AC 的中点,所以AC DE ⊥;同理可得AC BD ⊥,又因为D DE BD = ,所以⊥AC 平面BDEF ,因为⊂FB 平面BDEF ,FB AC ⊥。

专题06 立体几何-2016年高考数学(文)自由复习步步高系列(通用版)(解析版)

专题06 立体几何-2016年高考数学(文)自由复习步步高系列(通用版)(解析版)

2016年高考备考之考前十天自主复习第六天(文科)回顾一:空间几何体1. 四棱柱、直四棱柱、正四棱柱、正方体、平行六面体、直平行六面体、长方体之间的关系.2. 空间几何体的三视图(1)三视图的正视图、侧视图、俯视图分别是从物体的正前方、正左方、正上方看到的物体轮廓线的正投影形成的平面图形.(2)三视图排列规则:俯视图放在正视图的下面,长度与正视图一样;侧视图放在正视图的右面,高度和正视图一样,宽度与俯视图一样.(3)画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高.看不到的线画虚线. 3. 直观图的斜二测画法空间几何体的直观图常用斜二测画法来画,其规则是:(1)原图形中x 轴、y 轴、z 轴两两垂直,直观图中,x ′轴、y ′轴的夹角为45°(或135°),z ′轴与x ′轴和y ′轴所在平面垂直.(2)原图形中平行于坐标轴的线段,直观图中仍分别平行于坐标轴.平行于x 轴和z 轴的线段在直观图中保持原长度不变,平行于y 轴的线段长度在直观图中变为原来的一半. 4. 空间几何体的两组常用公式(1)柱体、锥体、台体的侧面积公式: ①S 柱侧=ch (c 为底面周长,h 为高); ②S 锥侧=12ch ′(c 为底面周长,h ′为斜高);③S 台侧=12(c +c ′)h ′(c ′,c 分别为上下底面的周长,h ′为斜高);④S 球表=4πR 2(R 为球的半径). (2)柱体、锥体和球的体积公式: ①V 柱体=Sh (S 为底面面积,h 为高); ②V 锥体=13Sh (S 为底面面积,h 为高);③V 台=13(S +SS ′+S ′)h (不要求记忆);④V 球=43πR 3.回顾二:空间中的平行于垂直1.线面平行与垂直的判定定理、性质定理2.提醒 3. 平行关系及垂直关系的转化示意图热点一:三视图与表面积、体积【典例】( 福建省龙岩市2016届高三教学质量检查数学文8)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,则这个几何体的表面积是( )A BC D1【答案】D考点:1.三视图;2.几何体的表面积【题型概述】这类题以三视图为载体,考查面积、体积的计算,尤其三视图及柱、锥与球的接切问题相结合是考试的重点和热点,这类题的解决方法一般为将三视图还原几何体,再利用几何体的表面积公式或体积公式计算,解决的关键是要熟悉常见几何体的三视图,尤其注意几何体的不同摆放位置三视图会发生变化.【跟踪练习1】( 2016年浙江省杭州市严州中学高三三月阶段测试数学文10)一个简单几何体的三视图如图所示,其中正视图是一个正三角形,俯视图是等腰直角三角形,则该几何体的体积为 ,表面积为.【解析】-,从侧视图可以看出侧面试题分析:试题分析:从三视图可以看出原几何体为三棱锥,不妨设为P ABCAC=三角形PAC的AC从俯视图可以PAC⊥底面ABC,从正视图看2,看出底面ABC 是等腰三角形,从侧试图可以看出AC 边上的高位1,所以三棱锥的体积-ABC 11=2132P V ⨯⨯⨯⨯ 考点:三视图【跟踪练习2】( 东北三省三校2016年高三第一次联合模拟考试文6)已知三棱锥的三视图,则该三棱锥的体积是 ( )A . B.C. D.【答案】B 【解析】试题分析:根据三视图可以看出这个三棱锥的放置方法,正视图恰好为三棱锥的底面,它是一个边长为2的等边三角形,底面在后与水平面垂直,从正视图和侧视图中可以看出棱锥的顶点正对照正视图的视线,从俯视图可以看出棱锥的高为,所以三棱锥的体积为:21323v =⋅⋅=; 考点:三视图热点二:证明或判断空间平行、垂直关系【典例】( 四川省遂宁市2016届高三第二次诊断考试数学文18)如图,四边形ABCD 为梯形,AB ∥CD ,PD ⊥平面ABCD , =ADC=90BAD ∠∠o ,22,DC AB a DA ===,E 为BC 中点.(1)求证:平面PBC ⊥平面PDE ;(2)线段PC 上是否存在一点F ,使PA //平面BDF ?若有,请找出具体位置,并进行证明;若无,请分析说明理由.【答案】(1)证明详见解析;(2)当点F 位于PC 三分之一分点(靠近P 点)时, //PA 平面BDF . 【解析】(2)当点F 位于PC 三分之一分点(靠近P 点)时, //PA 平面BDF连结,AC BD 交于O 点//AB CD ,所以AOB ∆相似于COD ∆,又因为12AB DC =,所以12AO OC =从而在CPA ∆中,13AO AC =,而13PF PC =,所以//OF PA ,而OF ⊂平面BDF PA ⊄平面BDF ,所以//PA 平面BDF考点:空间直线与平面间的关系.【题型概述】空间中的平行关系在高考命题中主要与平面问题中的平行、简单几何体的结构特征等问题相结合,重点考查空间中直线与平面平行、平面与平面平行的判定及性质,解决该类题的关键是注意线线位置关系、线面位置关系、面面位置关系的转化.【跟踪练习1】(江西省六校2016届高三3月联考数学文4)设α,β是空间两个平面,m, n 是空间两条直线,则下列选项不正确...的是( ) A .当m ⊂α时,“n ∥α”是“m ∥n ”的必要不充分条件 B .当m ⊂α时,“m β⊥”是“α⊥β”的充分不必要条件 C .当n ⊥α时,“n ⊥β”是“α∥β”的充要条件D .当m ⊂α时,“n ⊥α”是“m ⊥n ”的充分不必要条件【答案】A 【解析】试题分析:当m ⊂α时,如果n α∥,那么n α⊄,所以m n ∥或m n ,异面;反之,若m n ∥,则n α∥或n α⊂,即当m ⊂α时,“n ∥α”是“m ∥n ”的既不必要也不充分条件,A 不正确;当m ⊂α时,如果m ⊥β,则α⊥β;反之,若α⊥β,则m β⊥或m β⊂或//m β,即当m ⊂α时,“m β⊥”是“α⊥β”的充分不必要条件,B 正确;当n ⊥α时,若n ⊥β,则α∥β;反之也成立,C 正确;当m ⊂α时,若 n ⊥α,则m 垂直于平面α内的每一条直线,即m ⊥n ;反之,若m ⊥n ,则n ⊥α不一定成立,即当m ⊂α时,“n ⊥α”是“m ⊥n ”的充分不必要条件,D 正确.选A . 考点:1.充要条件;2.平行关系、垂直关系【跟踪练习2】( 2014-2016江西省景德镇高三第二质检数学文19)在平行六面体1111ABCD A B C D -中,12AA AD AB ===,160A AD DAB ∠=∠=︒,O 是AD 的中点.(1)证明AD ⊥面1AOB ; (2)当平面ABCD ⊥平面11AA D D ,求11B CDD V -.1A【答案】(1)证明见解析;(2)1.考点:(1)直线与平面垂直;(2)棱锥的体积【跟踪练习3】如图所示,已知三棱锥A -BPC 中,AP ⊥PC ,AC ⊥BC ,M 为AB 的中点,D 为PB 的中点,且△PMB 为正三角形.(1)求证:DM ∥平面APC ; (2)求证:平面ABC ⊥平面APC .P【解析】(1)由已知,得MD 是ABP ∆的中位线,所以//MD AP ,又MD ⊄平面APC ,AP ⊂平面APC ,故//MD 平面APC .(2)因为PMB ∆为正三角形,D 为PB 的中点,所以MD PB ⊥.所以AP PB ⊥.又AP PC ⊥,PB PC所以AP ⊥平面PBC .因为BC ⊂平面PBC ,所以AP BC ⊥.又BC AC ⊥, AC AP A =,所以BC ⊥平面APC .因为BC ⊂平面ABC ,所以平面ABC ⊥平面APC . 【考点定位】直线和平面平行、面面垂直.1.(2014——2016学年度上学期辽宁省丹东五校协作体高三期末考试文5)某几何体三视图如下,其中三角形的三边长与圆的直径均为2,则该几何体体积为( ).A.B .C .D π 【答案】D考点:1、三视图;2、空间几何体的体积2.等腰梯形ABCD ,上底1CD =,腰AD CB ==3AB =,以下底所在直线为x 轴,则由斜二测画法画出的直观图''''A B C D 的面积为_______.【解析】如上图,,CF AB DE AB ⊥⊥ ,1EF CD == ,3112FB -== ,因为CB =,所以1CF === ,所以,在直观图中12C G C F CF ''''===,()1132A B C D S ''''=⨯+=梯形 【考点定位】直观图3.(山东省潍坊市第一中学2016届高三1月期末考前模拟数学文7)设,m n 是两条不同直线,,αβ是两个不同的平面,下列命题正确的是(A )//,////,//m n m n αβαβ且则 (B ),m n αβαβ⊥⊥⊥且,则m n ⊥ (C ),,m n m n αβ⊥⊂⊥,则αβ⊥ (D ),,//,//m n m n ααββ⊂⊂,则//αβ 【答案】B 【解析】试题分析:选项A 错,因,m n 可能相交或异面;选项B 显然正确;选项C 中,αβ可能相交,不一定垂直;选项D 中必须要求,m n 相交 考点:线面的位置关系4.如图,四边形ABCD 为矩形,AD ⊥平面ABE,F 为CE 上的点,且BF ⊥平面ACE. (1)求证:AE ⊥平面BCE ;(2)设M 在线段AB 上,且满足AM=2MB,试在线段CE 上确定一点N,使得MN ∥平面DAE .【解析】。

【3份】2016年高考数学(理科)二轮专题复习:专题五 立体几何(知识梳理+配套作业)

【3份】2016年高考数学(理科)二轮专题复习:专题五 立体几何(知识梳理+配套作业)

【3份】2016年高考数学(理科)二轮专题复习:专题五立体几何(知识梳理+配套作业)目录第一讲空间几何体 (1)第二讲点、直线、平面之间的位置关系 (14)第三讲空间向量与立体几何 (23)第一讲空间几何体2.在三视图中,正(主)侧(左)一样高,正(主)俯一样长,侧(左)俯一样宽.1.多面体的表面积.多面体的表面积为各个面的面积之和.2.旋转体的表面积.(1)圆柱的表面积S=2πr(r+L);(2)圆锥的表面积S=πr(r+L);(3)圆台的表面积S=π(r′2+r2+r′L+rL);(4)球的表面积S=4πR2.3.体积公式.(1)柱体的体积V =Sh . (2)锥体的体积V =13Sh .(3)台体的体积V 3(4)球的体积V =43πR 3.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)有两个面平行,其余各面都是平行四边形的几何体是棱柱.(×) (2)有一个面是多边形,其余各面都是三角形的几何体是棱锥.(×)(3)用斜二测画法画水平放置的∠A 时,若∠A 的两边分别平行于x 轴和y 轴,且∠A =90°,则在直观图中,∠A =45°(×)(4)正方体、球、圆锥各自的三视图中,三视图均相同.(×) (5)圆柱的侧面展开图是矩形.(√)(6)台体的体积可转化为两个锥体的体积之差来计算.(√)1.(2015·新课标Ⅰ卷)《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.问:积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,问米堆的体积和堆放的米各为多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米约有(B )A .14斛B .22斛C .36斛D .66斛详细分析:设米堆的底面半径为r 尺,则π2r =8,所以r =16π,所以米堆的体积为V =14×13π·r 2·5=π12×⎝⎛⎭⎫16π2×5≈3209(立方尺).故堆放的米约有3209÷1.62≈22(斛).故选B. 2.(2015·北京卷)某三棱锥的三视图如图所示,则该三棱锥的表面积是(C )A .2+ 5B .4+ 5C .2+2 5D .5详细分析:作出三棱锥的示意图如图,在△ABC 中,作AB 边上的高CD ,连接SD.在三棱锥S-ABC 中,SC ⊥底面ABC ,SC =1,底面三角形ABC 是等腰三角形,AC =BC ,AB 边上的高CD =2,AD =BD =1,斜高SD =5,AC =BC = 5.∴ S 表=S △ABC +S △SAC +S △SBC +S △SAB =12×2×2+12×1×5+12×1×5+12×2×5=2+2 5.3.(2014·全国大纲卷)正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积是(A )A.81π4 B .16π C .9π D.27π4详细分析:由已知条件可知球心在正四棱锥的高上,设球的半径为R ,球心为O ,正四棱锥底面中心为E ,则OE 垂直棱锥底面,OE =4-R ,所以(4-R)2+(2)2=R 2,解得R =94,所以球的表面积S =4πR 2=81π4. 4.(2015·安徽卷)一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是(B )A .1+ 3B .2+ 3C .1+2 2D .2 2详细分析:根据三视图还原几何体如图所示,其中侧面ABD ⊥底面BCD ,另两个侧面ABC ,ACD 为等边三角形,则有S 表面积=2×12×2×1+2×34×(2)2=2+ 3.故选B.一、选择题1.(2014·浙江卷)某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的表面积是(D)A. 90 cm2B. 129 cm2C. 132 cm2D. 138 cm2详细分析:由三视图可知,此几何体如下图,故几何体的表面积为S=2×4×6+2×3×4+3×6+3×3+3×4+3×5+2×12×3×4=138.故选D.2.(2014·福建卷)以边长为1的正方形的一边所在直线为旋转轴,将该正方形旋转一周所得圆柱的侧面积等于(A )A .2πB .πC .2D .1详细分析:由已知得,所得圆柱的底面半径和高均为1,所以圆柱的侧面积为2π.故选A.3.(2015·新课标Ⅱ卷)已知A ,B 是球O 的球面上两点,∠AOB =90°,C 为该球面上的动点.若三棱锥O-ABC 体积的最大值为36,则球O 的表面积为(C )A .36πB .64πC .144πD .256π详细分析:如图,设球的半径为R ,∵ ∠AOB =90°,∴ S △AOB =12R 2.∵ V O ­ ABC =V C ­AOB ,而△AOB 面积为定值, ∴ 当点C 到平面AOB 的距离最大时,V O ­ ABC 最大,∴ 当C 为与球的大圆面AOB 垂直的直径的端点时,体积V O ­ ABC 最大为13×12R 2×R=36,∴ R =6,∴ 球O 的表面积为4πR 2=4π×62=144π.故选C.4.(2015·福建卷)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积等于(D )A.8+2 2 B.11+2 2C.14+2 2 D.15详细分析:由三视图知,该几何体是一个直四棱柱,上、下底面为直角梯形,如图所示.直角梯形斜腰长为12+12=2,所以底面周长为4+2,侧面积为2×(4+2)=8+22,两底面的面积和为2×12×1×(1+2)=3,所以该几何体的表面积为8+22+3=11+2 2.5. (2015·新课标Ⅰ卷)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.2C.4 D.8详细分析:如图,该几何体是一个半球与一个半圆柱的组合体,球的半径为r,圆柱的底面半径为r,高为2r,则表面积S=12×4πr2+πr2+4r2+πr·2r=(5π+4)r2.又S=16+20π,∴(5π+4)r2=16+20π,∴r2=4,r=2,故选B.二、填空题6.已知某几何体的三视图如下图所示,则该几何体的体积为12π.7.如图所示的两组立体图形,都是由相同的小正方体拼成的.(1)图①的正(主)视图与图②的俯视图相同.(2)图③的正(主)视图与图④的正(主)视图不同.详细分析:对第一组的两个立体图形,图①的正(主)视图与图②的俯视图相同.对第二组的两个立体图形,图③的正(主)视图与图④的正(主)视图不同,而侧(左)视图和俯视图都是相同的.8. (2014·天津卷)已知一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为20π3.3m详细分析:由三视图可知该几何体是组合体,其中下半部分是底面半径为1,高为4的圆柱,上半部分是底面半径为2,高为2的圆锥,其体积为π·12·4+13π·22·2=20π3(m 3).三、解答题9.一个空间几何体的三视图及部分数据如图所示.(1)请画出该几何体的直观图,并求出它的体积; (2)证明:A 1C ⊥平面AB 1C 1;(3)若D 是棱CC 1的中点,在棱AB 上取中点E ,判断DE 是否平行于平面AB 1C 1,并证明你的结论.详细分析:(1)几何体的直观图如下图所示:四边形BB 1C 1C 是矩形,BB 1=CC 1=3,BC =1,四边形AA 1C 1C 是边长为3的正方形,且垂直于底面BB 1C 1C ,∴其体积V =12×1×3×3=32.(2)∵∠ACB =90°,∴BC ⊥AC. ∵三棱柱ABC-A 1B 1C 1为直三棱柱, ∴BC ⊥CC 1.∵AC∩CC1=C,∴BC⊥平面ACC1A1.∴BC⊥A1C.∵B1C1∥BC,∴B1C1⊥A1C.∵四边形ACC1A1为正方形,∴A1C⊥AC1.∵B1C1∩AC1=C1,∴A1C⊥平面AB1C1.(3)当E 为棱AB的中点时,DE∥平面AB1C1.如图,取BB1的中点F,连接EF,FD,DE,∵D,E,F分别为CC1,AB,BB1的中点,∴EF∥AB1.∵AB1⊂平面AB1C1,EF⊄平面AB1C1,∴EF∥平面AB1C1.∵FD∥B1C1,B1C1⊂平面AB1C1,FD⊄平面AB1C1,∴FD∥平面AB1C1,又EF∩FD=F,∴平面DEF∥平面AB1C1.而DE⊂平面DEF,∴DE∥平面AB1C1.10.如图,三棱柱ABC-A1B1C1中,侧棱垂直于底面,∠ACB=90°,AC=BC=12AA1,D是棱AA1的中点.(1)证明:平面BDC1⊥平面BDC;(2)平面BDC1分此棱柱为两部分,求这两部分体积的比.详细分析:(1)由题设知BC⊥CC1,BC⊥AC,CC1∩AC=C,所以BC⊥平面ACC1A1.又DC1⊂平面ACC1A1,所以DC1⊥BC.由题设知∠A1DC1=∠ADC=45°,所以∠CDC1=90°,即DC1⊥DC.又DC∩BC=C,所以DC1⊥平面BDC.又DC1⊂平面BDC1,故平面BDC1⊥平面BDC.(2)设棱锥B-DACC1的体积为V1,AC=1,由题意得V1=13×1+22×1×1=12.又三棱柱ABC-A1B1C1的体积V=1,所以(V-V1)∶V1=1∶1.故平面BDC1分此棱柱所得两部分体积的比为1∶1.专题五立体几何第二讲点、直线、平面之间的位置关系1.公理1如果一条直线上两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内.此公理可以用来判断直线是否在平面内.2.公理2过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面.3.公理3如果两个不重合的平面有一个公共点,那么这两个平面有且只有一条过该点的公共直线.4.公理4平行于同一条直线的两条直线互相平行.判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”).(1)如果两个不重合的平面α,β有一条公共直线a,就说平面α,β相交,并记作α∩β=a.(√)(2)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于A点的任意一条直线.(×)(3)两个平面α,β有一个公共点A,就说α,β相交于A点,并记作α∩β=A.(×)(4)两个平面ABC与DBC相交于线段BC.(×)(5)经过两条相交直线,有且只有一个平面.(√)1.给出下列命题,正确命题的个数是(B)①梯形的四个顶点在同一平面内②有三个公共点的两个平面必重合③三条平行直线必共面④每两条都相交且交点不相同的四条直线一定共面A.1个B.2个C.3个D.4个2.若空间三条直线a,b,c满足a⊥b,b∥c,则直线a与c(D)A.一定平行B.一定相交C.一定是异面直线D.一定垂直3. (2015·北京卷)设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α,“m∥β”是“α∥β”的(B)A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件详细分析:当m∥β时,过m的平面α与β可能平行也可能相交,因而m∥βD/⇒α∥“m∥β”是“α∥β”β;当α∥β时,α内任一直线与β平行,因为m⊂α,所以m∥β.综上知,的必要而不充分条件.4.(2015·广东卷)若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是(D)A.l与l1,l2都不相交B.l与l1,l2都相交C.l至多与l1,l2中的一条相交D.l至少与l1,l2中的一条相交详细分析:由直线l1和l2是异面直线可知l1与l2不平行,故l1,l2中至少有一条与l相交.一、选择题1.l1,l2是两条异面直线,直线m1,m2与l1,l2都相交,则m1,m2的位置关系是(D) A.异面或平行B.相交C.异面D.相交或异面详细分析:若m1,m2过直线l1或l2上的同一个点,则m1,m2相交;若m1,m2与直线l1,l2有四个不同交点,则m1,m2异面.2.在下列命题中,不是公理的是(A)A.平行于同一个平面的两个平面相互平行B.过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面C.如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在此平面内D.如果两个不重合的平面有一个公共点,那么他们有且只有一条过该点的公共直线3. (2015·福建卷)若l,m是两条不同的直线,m垂直于平面α,则“l⊥m”是“l∥α”的(B)A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件详细分析:∵ m⊥α,若l∥α,则必有l⊥m,即l∥α⇒l⊥m.但l⊥m⇒/l∥α,∵l⊥m时,l可能在α内.故“l⊥m”是“l∥α”的必要而不充分条件.4.已知m,n为异面直线,m⊥平面α,n⊥平面β.直线l满足l⊥m,l⊥n,l⊄α,l⊄β,则(D)A.α∥β,且l∥αB.α⊥β,且l⊥βC.α与β相交,且交线垂直于lD.α与β相交,且交线平行于l详细分析:结合给出的已知条件,画出符合条件的图形,然后判断得出.根据所给的已知条件作图,如图所示.由图可知α与β相交,且交线平行于l.故选D.5.如图,已知六棱锥P-ABCDEF的底面是正六边形,PA⊥平面ACD,PA=2AB,则下列结论正确的是(D)A.PB⊥ADB.平面PAB⊥平面PBCC.直线BC∥平面PAED.直线PD与平面ABC所成的角为45°详细分析:解法一由三垂线定理,因AD与AB不相互垂直,排除A;作AG⊥PB 于G,因平面PAB⊥平面ABCDEF,而AG在平面ABCDEF上的射影在AB上,而AB 与BC不相互垂直,故排除B;由BC∥EF,而EF是平面PAE的斜线,故排除C.故选D.解法二设底面正六边形边长为a,则AD=2a,PA=2AB=2a,由PA⊥平面ABC可知PA⊥AD,又PA=AD,所以直线PD与平面ABC所成的角为∠PDA=45°.故选D.6.下图是某个正方体的侧面展开图,l1,l2是两条侧面对角线,则在正方体中,l1与l2(D)A.互相平行B.异面且互相垂直C .异面且夹角为π3D .相交且夹角为π3二、填空题7.设α和β为不重合的两个平面,给出下列命题:①若α内的两条相交直线分别平行于β内的两条直线,则α平行于β; ②若α外一条直线l 与α内的一条直线平行,则l 和α平行;③设α和β相交于直线l ,若α内有一条直线垂直于l ,则α和β垂直; ④直线l 与α垂直的充分必要条件是l 与α内的两条直线垂直. 上面命题中,真命题的序号是①②.详细分析: 考查立体几何中的直线、平面的垂直与平行判定的相关定理.8.如图,边长为a 的正三角形ABC 中线AF 与中位线DE 相交于G ,已知△A′ED 是△AED 绕DE 旋转过程中的一个图形,现给出下列命题,其中正确的命题有①②③(填序号).①动点A′在平面ABC 上的射影在线段AF 上 ②三棱锥A′­FED 的体积有最大值 ③恒有平面A′GF ⊥平面BCED ④异面直线A′E 与BD 不可能互相垂直详细分析:由题意知AF ⊥DE ,∴A ′G ⊥DE ,FG ⊥DE , ∴DE ⊥平面A′FG ,DE ⊂平面ABC , ∴平面A′FG ⊥平面ABC ,交线为AF , ∴①③均正确.当A′G ⊥平面ABC 时,A ′到平面ABC 的距离最大. 故三棱锥A′­FED 的体积有最大值.故②正确. 当A′F 2=2EF 2时,EF ⊥A ′E , 即BD ⊥A′E ,故④不正确. 三、解答题9.(2015·江苏卷)如图,在直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,已知AC ⊥BC ,BC =CC 1,设AB 1的中点为D ,B 1C ∩BC 1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.详细分析:(1)由题意知,E为B1C的中点,又D为AB1的中点,因此DE∥AC.又因为DE⊄平面AA1C1C,AC⊂平面AA1C1C,所以DE∥平面AA1C1C.(2)因为棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC.因为AC⊂平面ABC,所以AC⊥CC1.又因为AC⊥BC,CC1⊂平面BCC1B1,BC⊂平面BCC1B1,BC∩CC1=C,所以AC⊥平面BCC1B1.又因为BC1⊂平面BCC1B1,所以BC1⊥AC.因为BC=CC1,所以矩形BCC1B1是正方形,因此BC1⊥B1C.因为AC,B1C⊂平面B1AC,AC∩B1C=C,所以BC1⊥平面B1AC.又因为AB1⊂平面B1AC,所以BC1⊥AB1.10.(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.分析:第(1)问根据面面垂直、线面垂直的性质,证明线线垂直;第(2)问利用第(1)问的结论,建立空间直角坐标系,写出点与向量的坐标,再用向量法求线面角的正弦值.详细分析:(1)∵平面ABD ⊥平面BCD ,平面ABD ∩平面BCD =BD ,AB ⊂平面ABD ,AB ⊥BD ,∴AB ⊥平面BCD.又CD ⊂平面BCD ,∴AB ⊥CD.(2)过点B 在平面BCD 内作BE ⊥BD ,如图.由(1)知AB ⊥平面BCD ,BE ⊂平面BCD ,BD ⊂平面BCD , ∴AB ⊥BE ,AB ⊥BD.以B 为坐标原点,分别以BE →,BD →,BA →的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正方向建立空间直角坐标系.依题意,得B(0,0,0),C(1,1,0),D(0,1,0),A(0,0,1), M ⎝⎛⎭⎫0,12,12,则BC →=(1,1,0),BM →=⎝⎛⎭⎫0,12,12,AD →=(0,1,-1). 设平面MBC 的法向量n =(x 0,y 0,z 0),则⎩⎪⎨⎪⎧n·BC →=0,n·BM →=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 0+y 0=0,12y 0+12z 0=0,取z 0=1,得平面MBC 的一个法向量n =(1,-1,1).设直线AD 与平面MBC 所成角为θ,则sin θ=|cos(n ,AD →)|=|n·AD →||n|·|AD →|=63,即直线AD 与平面MBC 所成角的正弦值为63.专题五 立体几何第三讲 空间向量与立体几何判断下面结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”). (1)空间中任意两非零向量a ,b 共面.(√) (2)在向量的数量积运算中(a ·b)·c =a·(b·c ).(×) (3)对于非零向量b ,由a·b =b ·c ,则a =c.(×)(4)两向量夹角的范围与两异面直线所成角的范围相同.(×)(5)若A 、B 、C 、D 是空间任意四点,则有AB →+BC →+CD →+DA →=0.(√)(6)|a|-|b|=|a +b|是a 、b 共线的充要条件.(×)1.已知a =(1,0,1),b =(-2,-1,1),c =(3,1,0),则|a -b +2c |=(D ) A .5 B.10 C .210 D .3102.如果三点A (1,5,-2),B (2,4,1),C (a ,3,b +2)在同一直线上,则(C ) A .a =3,b =-3 B .a =6,b =-1 C .a =3,b =2 D .a =-2,b =13.已知平面ABC 的法向量为n =(1,-1,1),直线l 的方向向量为m =(2,2,0),则直线l 与平面ABC 平行.4.已知直线l 的方向向量a =(2,-3,3),直线m 的方向向量为b =(1,0,0),则直线l 与直线m 的夹角是(A )A .60°B .90°C .120°D .135°一、选择题1.在平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AC 与BD 的交点,若A 1B 1→=a ,A 1D 1→=b ,A 1A →=c ,则下列向量中与B 1M →相等的向量是(A )A .-12a +12b +c B.12a +12b +cC.12a -12b +c D .-12a -12b +c 详细分析:B 1M →=B 1B →+BM → =A 1A →+12BD →=c +12B 1D 1→=c +12(A 1D 1→-A 1B 1→)=c +12b -12a.2.若A (x ,5-x ,2x -1),B (1,x +2,2-x ),当|AB →|取最小值时,x 的值等于(C ) A .19 B .-87 C.87 D. 19143. (2014·新课标Ⅱ卷)直三棱柱ABCA 1B 1C 1中,∠BCA =90°,M ,N 分别是A 1B 1,A 1C 1的中点,BC =CA =CC 1,则BM 与AN 所成的角的余弦值为(C )A.110B.25C.3010D.22详细分析:如图,以C 为原点,直线CA 为x 轴,直线CB 为y 轴,直线CC 1为z 轴,则设CA =CB =1,则B (0,1,0),M ⎝⎛⎭⎫12,12,1,A (1,0,0),N ⎝⎛⎭⎫12,0,1,故BM →=⎝⎛⎭⎫12,-12,1,AN →=⎝⎛⎭⎫-12,0,1,所以cos BM →,AN →=BM →·AN →|BM →|·|AN →|=3462·52=3010.故选C.4.在三棱柱中ABC-A1B1C1中,各棱长相等,侧棱垂直于底面,点D是侧面BB1C1C 的中心,则AD与平面BB1C1C所成角的大小是(C)A.30°B.45°C.60°D.90°详细分析:取BC的中点为E,则AE⊥平面BB1C1C,∴AE⊥DE.因此AD与平面BB1C1C所成角即为∠ADE,设AB=a,则AE=32a,DE=a2,即有tan∠ADE=3,∴∠ADE=60°.5.在正三棱柱ABC-A1B1C1中,D是AC的中点,AB1⊥BC1,则平面DBC1与平面CBC1所成的角为(B)A.30°B.45°C.60°D.90°详细分析:以A为坐标原点,AC,AA1分别为y轴,z轴建立空间直角坐标系,设底面边长为2a,侧棱长为2b.则A(0,0,0),C(0,2a,0),D(0,a,0),B(3a,a,0),C1(0,2a,2b),B1(3a,a,2b).AB →=(3a ,a ,2b ),BC 1→=(-3a ,a ,2b ),DB →=(3a ,0,0),CB →=(3a ,-a ,0). 由AB 1→⊥BC 1→,得AB 1→·BC 1→=0,即2b 2=a 2.设n 1=(x ,y ,z )为平面DBC 1的一个法向量,则⎩⎪⎨⎪⎧n 1·BC 1→=0,n 1·DB →=0⇒⎩⎨⎧-3ax +ay +2bz =0,-3ax =0.又2b 2=a 2,令z =1. 解得n =(0,-2,1).同理可求得平面CBC 1的一个法向量为n 2=⎝⎛⎭⎫33,1,0. 所以cos θ=|n 1·n 2||n 1||n 2|=23×23=22.故θ=45°. 6.已知非零向量AB →与AC →满足⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|·BC →=0,且AB →·AC →|AB →|·|AC →|=12,则△ABC 为(D ) A .三边均不相等的三角形 B .直角三角形 C .等腰非等边三角形 D .等边三角形详细分析:由⎝ ⎛⎭⎪⎫AB →|AB →|+AC →|AC →|·BC →=0 得|AB →|=|AC →|.由AB →·AC →|AB →|·|AC →|=12,得∠BAC =60°, ∴△ABC 为等边三角形.二、填空题7.等边三角形ABC 与正方形ABDE 有一个公共边AB ,二面角CABD 的余弦值为33,M 、N 分别是AC 、BC 的中点,则EM 、AN 所成角的余弦值等于16.详细分析:分别取AB 、ED 的中点F 、G ,连结FC 、FG 、CG .由题意知FC ⊥AB ,FG ⊥AB ,即∠CFG 为二面角CABD 的平面角,设AB =1,则FC =32, 在△CFG 中, CG =FC 2+FG 2-2FC ·FG ·33=32.∴CG =CF ,取FG 中点O ,以O 为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系,E ⎝⎛⎭⎫12,12,0,A ⎝⎛⎭⎫12,-12,0,C ⎝⎛⎭⎫0,0,22, 则M ⎝⎛⎭⎫14,-14,24,B =⎝⎛⎭⎫-12,-12,0,N ⎝⎛⎭⎫-14,-14,24, ∴EM →=⎝⎛⎭⎫-14,-34,24,AN →=⎝⎛⎭⎫-34,14,24,∴cos EM →,AN →=EM →·AN →|EM →|·|AN →|=1832·32=16.8.将正方形ABCD 沿对角线BD 折成直二面角A -BD -C ,有如下四个结论: ①AC ⊥BD ;②△ACD 是等边三角形;③AB 与平面BCD 所成的角为60°;④AB 与CD 所成的角为60°. 其中正确的序号是①②④.详细分析:取BD 中点为O ,连接AO ,CO ,则AO ⊥BD , CO ⊥BD .∴BD ⊥平面AOC , ∴AC ⊥BD .又AC =2AO =AD =CD , ∴△ACD 是等边三角形.而∠ABD 是AB 与平面BCD 所成的角,应为45°. 又AC →=AB →+BD →+DC →(设AB =a ), 则a 2=a 2+2a 2+a 2+2·a ·2a ·⎝⎛⎭⎫-22+2a ·2a ·⎝⎛⎭⎫-22+2a 2cos 〈AB →,DC →〉, ∴cos 〈AB →,DC →〉=12,∴AB 与CD 所成的角为60°. 三、解答题9.如图,在长方体ABCDA 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 1EDF 的正弦值.详细分析: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 →=0,u ·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 1EDF 的正弦值为53. 10.如图,正方形ABCD 和四边形ACEF 所在的平面互相垂直,CE ⊥AC ,EF ∥AC ,AB =2,CE =EF =1.(1)求证:AF ∥平面BDE ; (2)求证:CF ⊥平面BDE . (3)求二面角ABED 的大小.详细分析:(1) 设AC 与BD 交于点G . 因为EF ∥AG ,且EF =1,AG =12AC =1.所以四边形AGEF 为平行四边形.所以AF ∥平面EG ,因为EG ⊂平面BDE ,AF ⊄平面BDE , 所以AF ∥平面BDE .(2)因为正方形ABCD 和四边形ACEF 所在的平面 相互垂直,且CE ⊥AC, 所以CE ⊥平面ABCD . 如图,以C 为原点,建立空间直角坐标系Cxyz . 则C (0,0,0),A (2,2,0),B (0,2,0),F ⎝⎛⎭⎫22,22,1,E (0,0,1),D (2,0,0).所以CF →=⎝⎛⎭⎫22,22,1,BE →=(0,-2,1),DE →=(-2,0,1).所以CF →·BE →=0-1+1=0,CF →·DE →=-1+0+1=0,所以CF ⊥BE ,CF ⊥DE .又BE ∩DE =E ,BE ⊂平面BDE ,DE ⊂平面BDE , 所以CF ⊥平面BDE .(3)由(2)知,CF →=⎝⎛⎭⎫22,22,1是平面BDE 的一个法向量.设平面ABE 的法向量n =(x ,y ,z ),则n ·BA →=0,n ·BE →=0.即⎩⎨⎧(x ,y ,z )·(2,0,0)=0,(x ,y ,z )·(0,-2,1)=0.所以x =0,且z =2y ,令y =1,则z = 2.所以n =(0,1,2).从而cos n ,CF →=n ·CF →|n ||CF →|=32. 因为二面角ABED 为锐角,所以二面角ABED 的大小为π6.11.(2015·新课标Ⅰ卷)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 .(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.详细分析:(1)如图,连接BD ,设BD ∩AC =G ,连接EG ,FG ,EF . 在菱形ABCD 中,不妨设GB =1. 由∠ABC =120°,可得AG =GC = 3. 由BE ⊥平面ABCD ,AB =BC ,可知AE =EC . 又AE ⊥EC ,所以EG =3,且EG ⊥AC . 在Rt △EBG 中,可得BE =2,故DF =22.在Rt △FDG 中,可得FG =62.在直角梯形BDFE 中,由BD =2,BE =2,DF =22,可得EF =322. 从而EG 2+FG 2=EF 2,所以EG ⊥FG . 又AC ∩FG =G ,所以EG ⊥平面AFC .因为EG ⊂平面AEC ,所以平面AEC ⊥平面AFC .(2)如图,以G 为坐标原点,分别以GB →,GC →的方向为x 轴,y 轴正方向,|GB →|为单位长度,建立空间直角坐标系G -xyz .由(1)可得A (0,-3,0),E (1,0,2),F ⎝⎛⎭⎫-1,0,22,C (0,3,0), 所以AE →=(1,3,2),CF →=⎝⎛⎭⎫-1,-3,22.故cos 〈AE →,CF →〉=AE →·CF →|AE →||CF →|=-33.所以直线AE 与直线CF 所成角的余弦值为33.。

专题05 立体几何(测试卷)-2016年高考文数二轮复习精品资料(新课标版)(解析版)

专题05 立体几何(测试卷)-2016年高考文数二轮复习精品资料(新课标版)(解析版)

【高效整合篇】专题五 立体几何(一) 选择题(12*5=60分)1. 【2016届福建省上杭县一中高三12月考】已知α、β是两个不同的平面,m 、n 是两条不同的直线,则下列命题中正确的是( ) A .若,mn m α⊂,则n α B .若,m n ααβ=,则m nC .若,m m αβ⊥⊥,则αβD .若,m βαβ⊥⊥,则m α【答案】C 【解析】A .若,mn m α⊂,则n α,缺少n α⊄,不正确; B .若,m n ααβ=,则,m n 平行、相交或异面,不正确;C .若,m m αβ⊥⊥,则αβ,正确; D .若,m βαβ⊥⊥,则m α,缺少条件m α⊄,不正确.2. 【2016届湖南省常德市一中高三上第五次月考】若某几何体的三视图(单位:cm )如图所示,则该几何体的体积等于( )A .310cmB .320cmC .330cmD .340cm 【答案】B3. 【2016届浙江省临海市台州中学高三上第三次统练】对于不重合的两平面βα,,给定下列条件: ①存在平面γ,使得,αβ都垂直于γ; ②存在平面γ,使得,αβ都平行于γ; ③存在直线m l m l //,,使得βα⊂⊂;④存在异面直线βαβα//,//,//,//,,m m l l m l 使得其中可以判定βα,平行的条件有( )A .1个B .2个C .3个D .4个 【答案】B4. 【2016届河北省邯郸市一中高三一轮收官考试一】在正方体1111CD C D AB -A B 中,P 为正方形1111C D A B 四边上的动点,O 为底面正方形CD AB 的中心,M ,N 分别为AB ,C B 中点,点Q 为平面CD AB 内一点,线段1D Q 与OP 互相平分,则满足Q λM =MN 的实数λ的值有( )A .0个B .1个C .2个D .3个 【答案】C【解析】因为线段1D Q 与OP 互相平分,所以四点1,,,O Q P D 共面,且四边形1OQPD 为平行四边形.若P 在线段11C D 上时,Q 一定在线段ON 上运动,只有当P 为11C D 的中点时,Q 与点M 重合,此时1λ=,符合题意;若P 在线段11C B 与线段11B A 上时,在平面ABCD 找不到符合条件的点Q ;若P 在线段11D A 上时,点Q 在直线OM 上运动,只有当P 为线段11D A 的中点时,点Q 与点M 重合,此时0λ=符合题意,所以符合条件的λ值有两个,故选C .5. 【2015高考山东】在梯形ABCD 中,2ABC π∠=,//,222AD BC BC AD AB === .将梯形ABCD绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ) (A )23π 错误!未找到引用源。

浙江高考考前三个月数学文二轮专题复习训练5.1空间几何体(含答案详析)

浙江高考考前三个月数学文二轮专题复习训练5.1空间几何体(含答案详析)

专题五 立体几何第一讲 空间几何体1.棱柱、棱锥 (1)棱柱的性质侧棱都相等,侧面是平行四边形;两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形;过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形;直棱柱的侧棱长与高相等且侧面与对角面是矩形. (2)正棱锥的性质侧棱相等,侧面是全等的等腰三角形,斜高相等;棱锥的高、斜高和斜高在底面内的射影构成一个直角三角形;棱锥的高、侧棱和侧棱在底面内的射影也构成一个直角三角形;某侧面的斜高、侧棱及底面边长的一半也构成一个直角三角形;侧棱在底面内的射影、斜高在底面内的射影及底面边长的一半也构成一个直角三角形. 2.三视图(1)三视图的正视图、侧视图、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.画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高; (2)三视图排列规则:俯视图放在正视图的下面,长度与正视图一样;侧视图放在正视图的右面,高度和正视图一样,宽度与俯视图一样. 3.几何体的切接问题(1)解决球的内接长方体、正方体、正四棱柱等问题的关键是把握球的直径即棱柱的体对角线长.(2)柱、锥的内切球找准切点位置,化归为平面几何 问题. 4.柱体、锥体、台体和球的表面积与体积(不要求记忆) (1)表面积公式①圆柱的表面积 S =2πr (r +l ); ②圆锥的表面积S =πr (r +l );③圆台的表面积S =π(r ′2+r 2+r ′l +rl ); ④球的表面积S =4πR 2. (2)体积公式①柱体的体积V =Sh ;②锥体的体积V =13Sh ;③台体的体积V =13(S ′+SS ′+S )h ;④球的体积V =43πR 3.1. (2013·广东)某四棱台的三视图如图所示,则该四棱台的体积是( )A .4 B.143 C.163D .6答案 B解析 由三视图知四棱台的直观图为由棱台的体积公式得:V =13(2×2+1×1+2×2×1×1)×2=143.2. (2013·四川)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的直观图可以是( )答案 D解析 由三视图可知上部是一个圆台,下部是一个圆柱,选D.3. (2013·江西)如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB ∥CD ,正方体的六个面所在的平面与直线CE ,EF 相交的平面个数分别记为m ,n ,那么m +n =()A.8 B.9 C.10 D.11答案 A解析取CD的中点H,连接EH,HF.在四面体CDEF中,CD⊥EH,CD⊥FH,所以CD⊥平面EFH,所以AB⊥平面EFH,所以正方体的左、右两个侧面与EF平行,其余4个平面与EF相交,即n=4.又因为CE与AB在同一平面内,所以CE与正方体下底面共面,与上底面平行,与其余四个面相交,即m=4,所以m+n=4+4=8. 4.(2013·新课全国Ⅱ)一个四面体的顶点在空间直角坐标系O-xyz中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx平面为投影面,则得到正视图可以为()答案 A解析根据已知条件作出图形:四面体C1-A1DB,标出各个点的坐标如图(1)所示,可以看出正视图为正方形,如图(2)所示.故选A.5.(2013·福建)已知某一多面体内接于球构成一个简单组合体,如果该组合体的正视图、侧视图、俯视图均如图所示,且图中的四边形是边长为2的正方形,则该球的表面积是________.答案12π解析由三视图知,该几何体为正方体和球组成的组合体,正方体的对角线为球的直径.所以2R=23,即R=3,球的表面积为S=4πR2=12π.题型一 空间几何体的三视图例1 (1)(2012·广东)某几何体的三视图如图所示,它的体积为( )A .12πB .45πC .57πD .81π(2)(2012·陕西)将正方体(如图(1)所示)截去两个三棱锥,得到如图(2)所示的几何体,则该几何体的侧视图为( )审题破题 根据三视图先确定原几何体的直观图和形状,然后再解题. 答案 (1)C (2)B解析 (1)由三视图知该几何体是由圆柱、圆锥两几何体组合而成,直观图如图所示. 圆锥的底面半径为3,高为4,圆柱的底面半径为3,高为5,∴V =V 圆锥+V 圆柱=13Sh 1+Sh 2=13×π×32×4+π×32×5=57π.(2)还原正方体后,将D 1,D ,A 三点分别向正方体右侧面作垂线. D 1A 的射影为C 1B ,且为实线,B 1C 被遮挡应为虚线.反思归纳 将三视图还原成直观图是解答该类问题的关键,其解题技巧是对常见简单几何体及其组合体的三视图,特别是正方体、长方体、圆柱、圆锥、棱柱、棱锥、球等几何体的三视图分别是什么图形,数量关系有什么特点等都应该熟练掌握,会画出其直观图,然后由三视图验证.变式训练1 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________ cm 3.答案 18解析 由几何体的三视图可知,该几何体由两个直四棱柱构成,其直观图如图所示.上底面直四棱柱的长是3 cm ,宽是3 cm ,高是1 cm ,故其体积为9 cm 3,下底面直四棱柱的高是3 cm ,长是1 cm ,宽是3 cm ,其体积为9 cm 3.故该几何体的体积为V =18 cm 3. 题型二 空间几何体的表面积和体积例2 如图所示,已知E 、F 分别是棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱A 1A 、CC 1的中点,求四棱锥C 1—B 1EDF 的体积.审题破题 本题可从两个思路解题:思路一:先求出四棱锥C 1—B 1EDF 的高及其底面积,再利用棱锥的体积公式求出其体积; 思路二:先将四棱锥C 1—B 1EDF 化为两个三棱锥B 1—C 1EF 与D —C 1EF ,再求四棱锥C 1—B 1EDF 的体积.解 方法一 连接A1C 1,B 1D 1交于点O 1,连接B 1D ,过O 1作 O 1H ⊥B 1D 于H .∵EF ∥A 1C 1,EF ⊂平面B 1EDF 且A 1C 1⊄平面 B 1EDF ,∴A 1C 1∥平面B 1EDF .∴C 1到平面B 1EDF 的距离就是A 1C 1到平面B 1EDF 的距离. ∵平面B 1D 1D ⊥平面B 1EDF ,∴O 1H ⊥平面B 1EDF ,即O 1H 为棱锥的高.∵△B 1O 1H ∽△B 1DD 1,∴O 1H =B 1O 1·DD 1B 1D =66a .∴V C 1—B 1EDF =13S 四边形B 1EDF ·O 1H =13·12·EF ·B 1D ·O 1H =13·12·2a ·3a ·66a =16a 3.方法二 连接EF ,B 1D .设B 1到平面C 1EF 的距离为h 1,D 到平面C 1EF 的距离为h 2,则h 1+h 2=B 1D 1=2a . 由题意得,V C 1—B 1EDF =V B 1—C 1EF +V D —C 1EF=13·S △C 1EF ·(h 1+h 2)=16a 3. 反思归纳 (1)求规则几何体的体积,关键是确定底面和高,要注意多角度、多方位地观察,选择恰当的底面和高,使计算简便.(2)求不规则几何体的体积,常用分割或补形的思想,将不规则几何体转化为几个规则几何体,再进一步求解.变式训练2 (1)(2013·湖南)已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形,则该正方体的正视图的面积不可能等于( )A .1B. 2C.2-12D.2+12答案 C解析 由俯视图知正方体的底面水平放置,其正视图为矩形,以正方体的高为一边长,另一边长最小为1,最大为2,面积范围应为[1,2],不可能等于2-12.(2)(2012·江苏)如图,在长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB = AD =3 cm ,AA 1=2 cm ,则四棱锥A -BB 1D 1D 的体积为 ________ cm 3. 答案 6解析 关键是求出四棱锥A -BB 1D 1D 的高. 连接AC 交BD 于O ,在长方体中, ∵AB =AD =3,∴BD =32且AC ⊥BD . 又∵BB 1⊥底面ABCD ,∴BB 1⊥AC . 又DB ∩BB 1=B ,∴AC ⊥平面BB 1D 1D ,∴AO 为四棱锥A -BB 1D 1D 的高且AO =12BD =322.∵S 矩形BB 1D 1D =BD ×BB 1=32×2=62,∴V A -BB 1D 1D =13S 矩形BB 1D 1D ·AO=13×62×322=6(cm 3). 题型三 多面体与球的有关问题例3 (1)已知球的直径SC =4,A ,B 是该球球面上的两点,AB =3,∠ASC =∠BSC =30°,则棱锥S —ABC 的体积为( )A .3 3B .2 3C. 3D .1(2)设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱的长都为a ,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )A .πa 2B.73πa 2C.113πa 2D .5πa 2审题破题 (1)SC 是直径,是本题突破点,由此可得∠SAC ,∠SBC 为直角.(2)确定球的位置,寻找图中的直角三角形,通过直角三角形求球的直径. 答案 (1)C (2)B解析 (1)如图,过A 作AD 垂直SC 于D ,连接BD .由于SC 是球的直径,所以∠SAC =∠SBC =90°,又∠ASC =∠BSC =30°,又SC 为公共边, 所以△SAC ≌△SBC . 由于AD ⊥SC ,所以BD ⊥SC . 由此得SC ⊥平面ABD .所以V S —ABC =V S —ABD +V C —ABD =13S △ABD ·SC .由于在Rt △SAC 中,∠ASC =30°,SC =4,所以AC =2,SA =23,由于AD =SA ·CASC= 3.同理在Rt △BSC 中也有BD =SB ·CBSC= 3.又AB =3,所以△ABD 为正三角形,所以V S —ABC =13S △ABD ·SC =13×12×(3)2·sin 60°×4=3,所以选C.(2)由题意知,该三棱柱为正三棱柱,且侧棱与底面边长相等,均为a . 如图,设O 、O 1分别为下、上底面中心,且球心O 2为O 1O 的中点,又AD =32a ,AO =33a ,OO 2=a2,设球的半径为R , 则R 2=AO 22=13a 2+14a 2=712a 2. ∴S 球=4πR 2=4π×712a 2=73πa 2.反思归纳 (1)涉及球与棱柱、棱锥的切、接问题时,一般过球心及多面体中的特殊点或线作截面,把空间问题化归为平面问题,再利用平面几何知识寻找几何体中元素间的关系.(2)若球面上四点P 、A 、B 、C 构成的线段P A 、PB 、PC 两两垂直,且P A =a ,PB =b ,PC =c ,则4R 2=a 2+b 2+c 2,把有关元素“补形”成为一个球内接长方体(或其他图形),从而显示出球的数量特征,这种方法是一种常用的好方法.变式训练3 (1)(2012·课标全国)已知三棱锥S -ABC 的所有顶点都在球O 的球面上,△ABC是边长为1的正三角形,SC 为球O 的直径,且SC =2,则此棱锥的体积为( )A.26B.36C.23D.22 答案 A解析 由于三棱锥S -ABC 与三棱锥O -ABC 底面都是△ABC ,O 是SC 的中点,因此三棱锥S -ABC 的高是三棱锥O -ABC 高的2倍,所以三棱锥S -ABC 的体积也是三棱锥O -ABC 体积的2倍.在三棱锥O -ABC 中,其棱长都是1,如图所示,S △ABC =34×AB 2=34, 高OD =12-⎝⎛⎭⎫332=63, ∴V S -ABC =2V O -ABC =2×13×34×63=26.(2)两球O 1和O 2在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的内部,且互相外切,若球O 1与过点A 的正方体的三个面相切,球O 2与过点C 1的正方体的三个面相切,则球O 1和球O 2的表面积之和的最小值为 ( )A .(6-33)πB .(8-43)πC .(6+33)πD .(8+43)π答案 A解析 设球O 1,O 2的半径分别为r 1,r 2, 由题意知O 1A +O 1O 2+O 2C 1=3,而O 1A =3r 1,O 1O 2=r 1+r 2,O 2C 1=3r 2, ∵3r 1+r 1+r 2+3r 2= 3.∴r 1+r 2=3-32, 从而S 1+S 2=4πr 21+4πr 22=4π(r 21+r 22)≥4π·(r 1+r 2)22=(6-33)π.典例 (14分)如图所示,在三棱锥P —ABC 中,△P AB 是等边三角形,∠P AC =∠PBC =90°.(1)证明:AB ⊥PC ;(2)若PC =4,且平面P AC ⊥平面PBC ,求三棱锥P —ABC 的体积. 规范解答(1)证明 由P A =PB ,∠P AC =∠PBC =90°,且PC 为△P AC 与△PBC 的公共边,则△P AC ≌△PBC ,因此AC =BC ,取AB 中点D ,连接PD ,CD ,则PD ⊥AB ,CD ⊥AB , 因此AB ⊥平面PDC ,又PC ⊂平面PDC ,所以AB ⊥PC .[7分] (2)解 作BE ⊥PC 垂足为E ,连接AE . 由△P AC ≌△PBC 知AE ⊥PC ,则∠BEA =90°.[9分]可证△PBE≌△ABE,又平面P AC⊥平面PBC,所以∠BPC=45°.所以△PBC为等腰直角三角形,则E为PC的中点.V P—ABC=V P—ABE+V C—ABE=13S△ABE·PC=83. [14分]评分细则(1)第(1)问中证明AB⊥平面PDC时没有严格遵循定理,条件写不全的扣1分;(2)由AB⊥面PDC直接得到AB⊥PC不扣分;(3)求三棱锥体积时作底面ABC上的高亦可,参照此标准给分.阅卷老师提醒(1)证明线线垂直,要转化为线面垂直;求三棱锥体积,可以适当转化,充分利用图中的线面垂直关系;(2)求不规则几何体的体积,常用分割或补形的思想,若几何体的底不规则,也需采用同样的方法,将不规则的几何体或平面图形转化为规则的几何体或平面图形,易于求解.1.若某几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图可以是()答案 D解析A,B的正(主)视图不符合要求,C的俯视图显然不符合要求,答案选D. 2.(2013·课标全国Ⅰ)某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为()A.16+8πB.8+8πC.16+16πD.8+16π答案 A解析 将三视图还原成直观图为: 上面是一个正四棱柱,下面是半个圆柱体.所以V =2×2×4+12×22×π×4=16+8π. 故选A.3. (2013·辽宁)已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC=4,AB ⊥AC ,AA 1=12,则球O 的半径为( )A.3 172 B .2 10C.132 D .3 10 答案 C解析 ∵AB ⊥AC ,且AA 1⊥底面ABC ,将直三棱柱补成内接于球的长方体,则长方体的对角线l =32+42+122=2R ,R =132.4. 一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为________m 3.答案 6+π解析 此几何体是由一个长为3,宽为2,高为1的长方体与底面直径为2,高为3的圆锥组合而成的,故V =V 长方体+V 圆锥=3×2×1+π3×12×3=(6+π)m 3.5. (2012·山东)如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,E ,F 分别为线段AA 1,B 1C 上的点,则三棱锥D 1-EDF 的体积为______.答案 16解析 利用三棱锥的体积公式直接求解.V D 1-EDF =V F -DD 1E =13S △D 1DE ·AB=13×12×1×1×1=16. 6. (2013·安徽)如图,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,P 为BC 的中点,Q 为线段CC 1上的动点,过点A ,P ,Q 的平面截该正方体所得的截面记为S .则下列命题正确的是________(写出所有正确命题的编号).①当0<CQ <12时,S 为四边形;②当CQ =12时,S 为等腰梯形;③当CQ =34时,S 与C 1D 1的交点R 满足C 1R =13;④当34<CQ <1时,S 为六边形;⑤当CQ =1时,S 的面积为62.答案 ①②③⑤解析 ①当0<CQ <12时,如图(1).在平面AA 1D 1D 内,作AE ∥PQ , 显然E 在棱DD 1上,连接EQ , 则S 是四边形APQE .②当CQ =12时,如图(2).显然PQ ∥BC 1∥AD 1,连接D 1Q , 则S 是等腰梯形.③当CQ =34时,如图(3).作BF ∥PQ 交CC 1的延长线于点F ,则C 1F =12.作AE ∥BF ,交DD 1的延长线于点E ,D 1E =12,AE ∥PQ ,连接EQ 交C 1D 1于点R ,由于Rt △RC 1Q ∽Rt △RD 1E ,∴C 1Q ∶D 1E =C 1R ∶RD 1=1∶2,∴C 1R =13.④当34<CQ <1时,如图(3),连接RM (点M 为AE 与A 1D 1交点),显然S 为五边形APQRM .⑤当CQ =1时,如图(4).同③可作AE ∥PQ 交DD 1的延长线于点E ,交A 1D 1于点M ,显然点M 为A 1D 1的中点,所以S 为菱形APQM ,其面积为12MP ×AQ =12×2×3=62.专题限时规范训练一、选择题1. (2012·福建)一个几何体的三视图形状都相同、大小均相等,那么这个几何体不可以是( )A .球B .三棱锥C .正方体D .圆柱答案 D解析 球、正方体的三视图形状都相同,大小均相等,首先排除选项A 和C.对于如图所示三棱锥O -ABC ,当OA 、OB 、OC 两两垂直且OA =OB =OC 时,其三视图的形状都相同,大小均相等,故排除选项B.不论圆柱如何设置,其三视图的形状都不会完全相同,故答案选D. 2. 某四面体的三视图如图所示,该四面体四个面的面积中最大的是( )A .8B .6 2C .10D .8 2答案 C解析 将三视图还原成几何体的直观图如图所示.它的四个面的面积分别为8,6,10,62,故最大的面积应为10.3.(2012·课标全国)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答案 B解析 利用截面圆的性质先求得球的半径长.如图,设截面圆的圆心为O ′,M 为截面圆上任一点, 则OO ′=2,O ′M =1, ∴OM =(2)2+12=3,即球的半径为3,∴V =43π(3)3=43π.4. (2013·湖北)一个几何体的三视图如图所示,该几何体从上到下由四个简单几何体组成,其体积分别记为V 1、V 2、V 3、V 4,上面两个简单几何体均为旋转体,下面两个简单几何体均为多面体,则有( )A. V 1 <V 2<V 4 <V 3B. V 1 <V 3<V 2<V 4C. V 2<V 1<V 3<V 4D. V 2<V 3 <V 1<V 4答案 C解析 由三视图知自上而下的几何体分别为圆台、圆柱、正方体、棱台,其体积分别为V 1=13π(12+1×2+22)=73π,V 2=π×12×2=2π,V 3=23=8, V 4=13(4+4×16+16)×1=283,∴V 2<V 1<V 3<V 4.5. 将一个正方体截去四个角后得到一个正四面体BDA 1C 1,这个正四面体的体积是正方体体积的( )A.12 B.13 C.23D.14答案 B解析 设正方体的棱长为1,依题意知截去的一个角为三棱锥,其体积为:V 1=13×12×1×1×1=16.因为共截去相同的四个角,所以正四面体BDA 1C 1的体积V =1-4×16=13.∴V BDA 1C 1V 正方体=131=13. 6. (2012·湖南)某几何体的正视图和侧视图均如图所示,则该几何体的俯视图不可能...是 ()答案 D解析 根据几何体的三视图知识求解.由于该几何体的正视图和侧视图相同,且上部分是一个矩形,矩形中间无实线和虚线,因此俯视图不可能是D.7. 一个正三棱柱的侧棱长和底面边长相等,体积为23,它的三视图中的俯视图如图所示,侧视图是一个矩形,则这个矩形的面积是()A .4B .2 3C .2D. 3答案 B解析 由题意可设棱柱的底面边长为a ,则其体积为34a 2·a =23,得a =2.由俯视图易知,三棱柱的侧视图是以2为长,3为宽的矩形,∴其面积为2 3.故选B.8. 点A 、B 、C 、D 在同一个球的球面,AB =BC =2,AC =2,若四面体ABCD 体积的最大值为23,则这个球的表面积为 ( )A.125π6 B .8π C.25π4 D.25π16答案 C解析 ∵AB =BC =2,AC =2,∴△ABC 是直角三角形,∴ABC 的外接圆的圆心是边AC 的中点O 1,若使四面体ABCD 体积的最大值只需使点D 到平面ABC 的距离最大,又OO 1⊥平面ABC ,所以点D 是直线OO 1与球的交点.设球的半径为R ,则由体积公式有:O 1D =2,在Rt △AOO 1中,R 2=1+(2-R )2,解得R =54,S 球O =25π4,故选C.二、填空题9. (2013·陕西)某几何体的三视图如图所示,则其体积为________.答案 π3解析 由三视图还原几何体为半个圆锥,则其体积为V =12×13×π×12×2=π3.10.在四面体ABCD 中,AB =CD =6,AC =BD =4,AD =BC =5,则四面体ABCD 的外接球的表面积为________.答案 772π解析 构造一个长方体,使得它的三条面对角线分别为4、5、6,设长方体的三条边分别为x ,y ,z ,则x 2+y 2+z 2=772,而长方体的外接球就是四面体的外接球,所以S =4πR 2=772π. 11.(2012·上海)若一个圆锥的侧面展开图是面积为2π的半圆面,则该圆锥的体积为______.答案 33π解析 先利用圆锥侧面积公式求出半径.设圆锥底面半径为r ,母线长为l ,高为h ,则⎩⎪⎨⎪⎧πl =2πr ,12πl 2=2π,∴⎩⎪⎨⎪⎧l =2,r =1,∴h = 3.∴V 圆锥=13π×12×3=33π.12.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为________________________.答案33+π 解析 该几何体是一个圆柱和一个三棱锥组合而成,圆柱的体积为π×12×1=π,三棱锥的底面是等腰直角三角形,斜边长为2,所以面积为1,三棱锥的高为3,所以体积为13×1×3=33,所以组合体的体积为33+π. 三、解答题13.(2012·江西)如图所示,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 两点重合于点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. (1)证明 因为DE ⊥EF ,CF ⊥EF , 所以四边形CDEF 为矩形. 由GD =5,DE =4,得GE =GD 2-DE 2=3. 由GC =42,CF =4,得FG =GC 2-CF 2=4,又因为AB =AE +EF +FB =12,所以EF =5. 在△EFG 中,有EF 2=GE 2+FG 2,所以EG ⊥GF . 又因为CF ⊥EF ,CF ⊥FG ,所以CF ⊥平面EFG . 所以CF ⊥EG ,所以EG ⊥平面CFG .又EG ⊂平面DEG ,所以平面DEG ⊥平面CFG . (2)解如图,在平面EGF 中, 过点G 作GH ⊥EF 于点H ,则GH =EG ·GF EF =125.因为平面CDEF⊥平面EFG,所以GH⊥平面CDEF,所以V多面体CDEFG=13S矩形CDEF·GH=16.14.下图为一简单组合体,其底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=AD=2EC=2.(1)请画出该几何体的三视图;(2)求四棱锥B—CEPD的体积.解(1)该组合体的三视图如图所示.(2)∵PD⊥平面ABCD,PD⊂平面PDCE,∴平面PDCE⊥平面ABCD.∵四边形ABCD为正方形,∴BC⊥CD,且BC=DC=AD=2.又∵平面PDCE∩平面ABCD=CD,BC⊂平面ABCD.∴BC⊥平面PDCE.∵PD⊥平面ABCD,DC⊂平面ABCD,∴PD⊥DC.又∵EC∥PD,PD=2,EC=1,∴四边形PDCE为一个直角梯形,其面积:S梯形PDCE=12(PD+EC)·DC=12×3×2=3,∴四棱锥B—CEPD的体积V B—CEPD=13S梯形PDCE·BC=13×3×2=2.。

2016版高考数学大二轮总复习与增分策略(,文科)配套文档:专题五 立体几何 第2讲

2016版高考数学大二轮总复习与增分策略(,文科)配套文档:专题五  立体几何 第2讲

第2讲空间中的平行与垂直1.(2015·北京)设α,β是两个不同的平面,m是直线且m⊂α。

则“m∥β”是“α∥β”的( )A.充分而不必要条件B.必要而不充分条件C.充分必要条件D.既不充分也不必要条件2.(2015·安徽)已知m,n是两条不同直线,α,β是两个不同平面,则下列命题正确的是()A.若α,β垂直于同一平面,则α与β平行B.若m,n平行于同一平面,则m与n平行C.若α,β不平行,则在α内不存在与β平行的直线D.若m,n不平行,则m与n不可能垂直于同一平面3.(2015·江苏)如图,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,已知AC⊥BC,BC=CC1.设AB1的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1。

1。

以选择题、填空题的形式考查,主要利用平面的基本性质及线线、线面和面面的判定与性质定理对命题的真假进行判断,属基础题。

2.以解答题的形式考查,主要是对线线、线面与面面平行和垂直关系交汇综合命题,且多以棱柱、棱锥、棱台或其简单组合体为载体进行考查,难度中等.热点一空间线面位置关系的判定空间线面位置关系判断的常用方法(1)根据空间线面平行、垂直关系的判定定理和性质定理逐项判断来解决问题;(2)必要时可以借助空间几何模型,如从长方体、四面体等模型中观察线面位置关系,并结合有关定理来进行判断.例1 (1)(2015·广东)若直线l1和l2是异面直线,l1在平面α内,l2在平面β内,l是平面α与平面β的交线,则下列命题正确的是( )A.l与l1,l2都不相交B.l与l1,l2都相交C.l至多与l1,l2中的一条相交D.l至少与l1,l2中的一条相交(2)平面α∥平面β的一个充分条件是()A.存在一条直线a,a∥α,a∥βB.存在一条直线a,a⊂α,a∥βC.存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥αD.存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α思维升华解决空间点、线、面位置关系的组合判断题,主要是根据平面的基本性质、空间位置关系的各种情况,以及空间线面垂直、平行关系的判定定理和性质定理进行判断,必要时可以利用正方体、长方体、棱锥等几何模型辅助判断,同时要注意平面几何中的结论不能完全引用到立体几何中.跟踪演练1 已知m,n为两条不同的直线,α,β为两个不重合的平面,给出下列命题:①若m⊥α,n⊥α,则m∥n;②若m⊥α,m⊥n,则n∥α;③若α⊥β,m∥α,则m⊥β;④若m⊥α,m∥β,则α⊥β。

2016届高考数学(文)二轮复习 考前冲刺攻略课件:2-2-4立体几何

2016届高考数学(文)二轮复习 考前冲刺攻略课件:2-2-4立体几何
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大二轮 ·数学 ·文
[错因分析] 上述解题过程中没有注意到两条异面直线所成角的范围是(0°,90°]. [正解] ∠MEN或其补角为异面直线AC与BD所成的角.所以异面直线AC与BD所成的角应该是180°- ∠MEN=60°.
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大二轮 ·数学 ·文
补救训练23 [2015·兰州诊断]如图,在四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是等腰梯形,AB= 2,BC=CD=1,AB∥CD,顶点D1在底面ABCD内的射影恰为点C.
(1)求证:AD1⊥BC; (2)在AB上是否存在点M,使得C1M∥平面ADD1A1?若存在,确定点M的位置;若不存在,请说明理 由.
大二轮 ·数学 ·文
[防范措施] 本题失分的原因是概念不清,记不住异面直线所成角的范围,要避免失分,首先要牢记 概念,其次要分清各种角的范围.
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第十七页,编学 ·文
补救训练24 [2015·浙江高考]如图,在三棱柱ABC-A1B1C1中,∠BAC=90°,AB=AC=2,A1A= 4,A1在底面ABC的射影为BC的中点,D是B1C1的中点.
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大二轮 ·数学 ·文
(2)设M是AB上的点,连接C1M, ∵AB∥CD,∴AM∥D1C1. 经过AM,D1C1的平面与平面ADD1A1相交于AD1,要使C1M∥平面ADD1A1, 则C1M∥AD1,即四边形AD1C1M为平行四边形, 此时D1C1=DC=AM=12AB,即点M为AB的中点. ∴在AB上存在点M,使得C1M∥平面ADD1A1,此时点M为AB的中点.
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【3份】2016届高三数学(文)二轮复习限时速解训练:专题五立体几何目录限时速解训练十六 (1)限时速解训练十七 (8)限时速解训练十八 (11)限时速解训练十六(建议用时30分钟)1.(2014·高考新课标卷Ⅰ)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是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.四棱柱详细分析:选B.将三视图还原为几何体即可.如图,几何体为三棱柱.2.如图是两个全等的正三角形,给定下列三个命题:①存在四棱锥,其正视图、侧视图如图;②存在三棱锥,其正视图、侧视图如图;③存在圆锥,其正视图、侧视图如图.其中真命题的个数是()A.3 B.2C.1 D.0详细分析:选A.对于①,存在斜高与底边长相等的正四棱锥,其正视图与侧视图是全等的正三角形.对于②,存在如图所示的三棱锥S -ABC ,底面为等腰三角形,其底边AB 的中点为D ,BC 的中点为E ,侧面SAB 上的斜高为SD ,且CB =AB =SD =SE ,顶点S 在底面上的射影为AC 的中点,则此三棱锥的正视图与侧视图是全等的正三角形.对于③,存在底面直径与母线长相等的圆锥,其正视图与侧视图是全等的正三角形.所以选A.3.(2016·杭州质检)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( )A .24 cm 3B .40 cm 3C .36 cm 3D .48 cm 3详细分析:选B.由三视图可知,该几何体是由一个三棱柱截去两个全等的与三棱柱等底面且高为2的三棱锥形成的,故该几何体的体积V =12×4×3×8-2×13×12×4×3×2=40(cm 3),故选B.4.如图为一个几何体的三视图,尺寸如图所示,则该几何体的体积为( )A.3+π6B.3+43πC .33+43πD .33+π6详细分析:选D.由三视图知该几何体是由直径为1的球与底面边长为2、高为3的正三棱柱组合的几何体.则该几何体的体积V =V 正三棱柱+V 球=12×2×3×3+43×π×⎝⎛⎭⎫123=33+π6. 5.如图是一个几何体的三视图,则这个几何体的体积为( )A.572 B .27 C .26D .28详细分析:选A.由几何体的三视图可知,该几何体是一个正方体与一个三棱锥的组合体,因此其体积V =33+13×12×32×1=27+32=572. 6.某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( )A .6B .3 3C .2 3D .3详细分析:选B.由三视图可知,该几何体是一个直三棱柱,其底面为侧视图,该侧视图是底边为2,高为3的三角形,正视图的长为三棱柱的高,故h =3,所以几何体的体积V =S ·h =⎝⎛⎭⎫12×2×3×3=3 3.7.(2014·高考新课标卷Ⅱ)如图,网格纸上正方形小格的边长为1(表示1 cm),图中粗线画出的是某零件的三视图,该零件由一个底面半径为3 cm ,高为6 cm 的圆柱体毛坯切削得到,则切削掉部分的体积与原来毛坯体积的比值为( )A.1727B.59C.1027D.13详细分析:选C.由侧视图可知切割得到的几何体是两个圆柱的组合体.由三视图可知几何体是如图所示的两个圆柱的组合体.其中左面圆柱的高为4 cm ,底面半径为2 cm ,右面圆柱的高为2 cm ,底面半径为3 cm ,则组合体的体积V 1=π×22×4+π×32×2=16π+18π=34π(cm 3),原毛坯体积V 2=π×32×6=54π(cm 3),则所求比值为54π-34π54π=1027.8.(南昌市2016届高三模拟)如图,在正四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点P 是平面A 1B 1C 1D 1内一点,则三棱锥PBCD 的正视图与侧视图的面积之比为( ) A .1∶1 B .2∶1 C .2∶3 D .3∶2详细分析:选A.根据题意,三棱锥P -BCD 的正视图是三角形,且底边为正四棱柱的底面边长、高为正四棱柱的高;侧视图是三角形,且底边为正四棱柱的底面边长、高为正四棱柱的高.故三棱锥P -BCD 的正视图与侧视图的面积之比为1∶1.9.(2015·高考山东卷)在梯形ABCD 中,∠ABC =π2,AD ∥BC ,BC =2AD =2AB =2.将梯形ABCD 绕AD 所在的直线旋转一周而形成的曲面所围成的几何体的体积为( ) A.2π3B.4π3C.5π3D .2π详细分析:选C.画出旋转体并判断该旋转体的形状,再利用体积公式求解.过点C 作CE 垂直AD 所在直线于点E ,梯形ABCD 绕AD 所在直线旋转一周而形成的旋转体是由以线段AB 的长为底面圆半径,线段BC 为母线的圆柱挖去以线段CE 的长为底面圆半径,ED 为高的圆锥,如图所示,该几何体的体积为V =V 圆柱-V 圆锥=π·AB 2·BC -13·π·CE 2·DE=π×12×2-13π×12×1=5π3,故选C.10.已知某几何体的三视图如图所示,其中,正视图、侧视图均由三角形与半圆构成,俯视图由圆与内接三角形构成,根据图中的数据可得此几何体的体积为( )A.2π3+12B.4π3+16 C.2π6+16 D.2π3+12详细分析:选 C.由已知的三视图可知原几何体的上方是三棱锥,下方是半球,∴V =13×⎝⎛⎭⎫12×1×1×1+⎣⎡⎦⎤43π⎝⎛⎭⎫223×12=16+2π6,故选C. 11.(2015·高考安徽卷)一个四面体的三视图如图所示,则该四面体的表面积是( )A .1+ 3B .2+ 3C .1+2 2D .2 2详细分析:选B.先根据三视图还原几何体,再根据几何体的结构特点求解.根据三视图还原几何体如图所示,其中侧面ABD ⊥底面BCD ,另两个侧面ABC ,ACD 为等边三角形,则有S 表面积=2×12×2×1+2×34×(2)2=2+ 3.故选B.12.(2015·大连市高三测试)6个棱长为1的正方体在桌面上堆叠成一个几何体,该几何体的主视图与俯视图如图所示,则其左视图不可能为( )详细分析:选D.由已知6个棱长为1的正方体在桌面上堆叠成一个几何体,结合该几何体的主视图与俯视图,①当正方体的摆放如下图所示时,(格中数字表示每摞正方体的个数)几何体的左视图如下图所示,故排除A ;②当正方体的摆放如下图所示时,(格中数字表示每摞正方体的个数)几何体的左视图如下图所示,故排除B ;③正方体的摆放如下图所示时,(格中数字表示每摞正方体的个数)几何体的左视图如下图所示,故排除C.选D.13.(2015·高考江苏卷)现有橡皮泥制作的底面半径为5,高为4的圆锥和底面半径为2,高为8的圆柱各一个,若将它们重新制作成总体积与高均保持不变,但底面半径相同的新的圆锥和圆柱各一个,则新的底面半径为________. 详细分析:利用圆锥、圆柱的体积公式,列方程求解. 设新的底面半径为r ,由题意得13×π×52×4+π×22×8=13×π×r 2×4+π×r 2×8,∴r 2=7,∴r =7. 答案:714.已知A ,B ,C ,D 四点在半径为292的球面上,且AC =BD =13,AD =BC =5,AB =CD ,则三棱锥D -ABC 的体积是________.详细分析:依题意得,可将该三棱锥D -ABC 补形成一个长方体,设该长方体的长、宽、高分别是a 、b 、c ,则有⎩⎪⎨⎪⎧a 2+b 2+c 2=4×294=29,a 2+b 2=13,b 2+c 2=25,由此解得a =2,b =3,c =4,结合图形可知,三棱锥D -ABC的体积是13abc =8.答案:815.在半径为5的球面上有不同的四点A ,B ,C ,D ,若AB =AC =AD =25,则平面BCD 被球所截得图形的面积为__________.详细分析:过点A 向平面BCD 作垂线,垂足为M ,则M 是△BCD 的外心,外接球球心O 位于直线AM 上,设△BCD 所在截面圆半径为r ,∵OA =OB =5,AB =25, ∴在△ABO 中,BO 2=AB 2+AO 2-2AB ×AO ×cos ∠BAO ,∴cos ∠BAO =55,∴sin ∠BAO =255.在Rt △ABM 中,r =25sin ∠BAO =4,∴所求面积S =πr 2=16π.答案:16π16.已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠BAC =90°,侧面BCC 1B 1的面积为2,则直三棱柱ABC -A 1B 1C 1外接球表面积的最小值为__________. 详细分析:如图所示,设BC ,B 1C 1的中点分别为F ,E ,则知三棱柱ABC -A 1B 1C 1外接球的球心为线段EF 的中点O ,且BC ×EF =2.设外接球的半径为R ,则R 2=BF 2+OF 2=⎝⎛⎭⎫BC 22+⎝⎛⎭⎫EF 22=BC 2+EF 24≥14×2BC ×EF =1,当且仅当BC =EF =2时取等号.所以直三棱柱ABC -A 1B 1C 1外接球表面积的最小值为4π×12=4π.答案:4π限时速解训练十七(建议用时45分钟)1.(2016·郑州市高中模拟)如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为直角梯形,AD ∥BC ,PD ⊥底面ABCD ,∠ADC =90°,AD =2BC ,Q 为AD 的中点,M 为棱PC 的中点.(1)证明:P A ∥平面BMQ ;(2)已知PD =DC =AD =2,求点P 到平面BMQ 的距离.(1)证明:连接AC 交BQ 于N ,连接MN ,因为∠ADC =90°,BC =12AD ,Q 为AD 的中点,所以N 为AC 的中点.又M 为PC 的中点,即PM =MC ,则MN 为△P AC 的中位线, 故MN ∥P A ,又MN ⊂平面BMQ ,P A ⊄平面BMQ , 所以P A ∥平面BMQ .(2)解:由(1)可知,P A ∥平面BMQ ,所以点P 到平面BMQ 的距离等于点A 到平面BMQ 的距离,所以V P -BMQ =V A -BMQ =V M -ABQ ,取CD 的中点K ,连接MK ,所以MK ∥PD ,MK =12PD =1,又PD ⊥底面ABCD ,所以MK ⊥底面ABCD .又BC =12AD =1,PD =CD =2,所以AQ =1,BQ =2,MQ =3,NQ =1,所以V P -BMQ =V A -BMQ =V M -ABQ =13·12·AQ ·BQ ·MK =13.S △BMQ =2, 则点P 到平面BMQ 的距离d =3V P -BMQS △BMQ =22.2.(2016·南昌市高三模拟)四棱锥P -ABCD 的底面是平行四边形,平面P AB ⊥平面ABCD ,P A =PB =AB =12AD =1,∠BAD =60°,E ,F 分别为AD ,PC 的中点.(1)求证:EF ∥平面P AB ; (2)求三棱锥P -ABD 的体积V P -ABD .(1)证明:取PB 的中点G ,连接AG ,FG ,又F 为PC 的中点,∴GF 是△PBC 的中位线,即GF =∥ 12BC ,又四边形ABCD 是平行四边形,E 为AD 中点,∴AE =∥ 12BC ,GF =∥ AE ,即四边形AEFG 是平行四边形, ∴EF ∥AG ,又AG ⊂平面P AB ,EF ⊄平面P AB , ∴EF ∥平面P AB .(2)解:在平面P AB 中,过P 作PH ⊥AB ,垂足为H .∵平面P AB ⊥平面ABCD ,平面P AB ∩平面ABCD =AB ,PH ⊂平面P AB ,PH ⊥AB . ∴PH ⊥平面ABCD ,∴PH 是三棱锥P -ABD 的高. ∵在等边三角形P AB 中,P A =PB =AB =1, ∴PH =32. ∵在△ABD 中,AB =1,AD =2,∠BAD =60°, ∴S △ABD =12×2×1×sin 60°=32,∴V P -ABD =13S △ABD ·PH =13×32×32=14. 3.(2016·昆明三中、玉溪一中统考)如图,AB 为圆O 的直径,点E ,F 在圆O 上,且AB ∥EF ,矩形ABCD 所在的平面和圆O 所在的平面互相垂直,且AD =EF =AF =1,AB =2.(1)求证:平面AFC ⊥平面CBF .(2)在线段CF 上是否存在一点M ,使得OM ∥平面ADF ?并说明理由. 证明:(1)∵平面ABCD ⊥平面ABEF ,CB ⊥AB , 平面ABCD ∩平面ABEF =AB ,∴CB ⊥平面ABEF ,∵AF ⊂平面ABEF , ∴AF ⊥CB ,又∵AB 为圆O 的直径,∴AF ⊥BF , 且BC ∩BF =B ,∴AF ⊥平面CBF .∵AF⊂平面AFC,∴平面AFC⊥平面CBF.(2)取CF中点记作M,设DF的中点为N,连接AN,MN,则MN=∥12CD,又AO=∥12CD,则MN=∥AO,∴四边形MNAO为平行四边形,∴OM∥AN,又AN⊂平面DAF,OM⊄平面DAF,∴OM∥平面DAF.4.(2015·山东德州市高三模拟)如图所示是几何体ABCEF及其三视图,正视图和侧视图是直角梯形,俯视图是直角三角形,G是线段BF的中点.(1)求证:EG∥平面ABC;(2)求几何体ABCEF的体积.(1)证明:连接EG,取AB的中点D,连接GD,CD,又GB=GF,所以AF=∥2GD.由三视图可知AF=∥2CE,所以GD=∥CE,四边形GDCE是平行四边形,所以CD∥EG.因为EG⊄平面ABC,CD⊂平面ABC,所以EG∥平面ABC.(2)解:由三视图可知,AB=BC=AF=2,CE=1,平面ABC ⊥平面ACEF ,平面ABC ∩平面ACEF =AC ,△ABC 为等腰直角三角形,取AC 的中点M ,连接BM ,则BM ⊥AC ,所以BM ⊥平面ACEF ,BM = 2.所以几何体ABCEF 的体积V 几何体ABCEF =V 四棱锥B -ACEF =13S 梯形ACEF ·BM =13×12(AF +CE )·AC ·BM =13×12(2+1)×22×2=2. 限时速解训练十八(建议用时30分钟)1.(2016·郑州模拟)设α,β分别为两个不同的平面,直线l ⊂α,则“l ⊥β”是“α⊥β”成立的( )A .充分不必要条件B .必要不充分条件C .充要条件D .既不充分也不必要条件详细分析:选A.依题意,由l ⊥β,l ⊂α可以推出α⊥β;反过来,由α⊥β,l ⊂α不能推出l ⊥β.因此“l ⊥β”是“α⊥β”成立的充分不必要条件,选A.2.l 1,l 2,l 3是空间中三条不同的直线,则下列命题正确的是( )A .l 1⊥l 2,l 2⊥l 3⇒l 1∥l 3B .l 1⊥l 2,l 2∥l 3⇒l 1⊥l 3C .l 1∥l 2∥l 3⇒l 1,l 2,l 3共面D .l 1,l 2,l 3共点⇒l 1,l 1,l 3共面详细分析:选B.在空间中,垂直于同一直线的两条直线不一定平行,故A 错;两平行线中的一条垂直于第三条直线,则另一条也垂直于第三条直线,B 正确;相互平行的三条直线不一定共面,如三棱柱的三条侧棱,故C 错;共点的三条直线不一定共面,如三棱锥的三条侧棱,故D 错.3.(2016·东北三校高三模拟)直线m ,n 均不在平面α,β内,给出下列命题:①若m ∥n ,n ∥α,则m ∥α;②若m ∥β,α∥β,则m ∥α;③若m ⊥n ,n ⊥α,则m ∥α;④若m ⊥β,α⊥β,则m ∥α.其中正确命题的个数是( )A .1B .2C .3D .4详细分析:选 D.由空间直线与平面平行关系可知①正确;由空间直线与平面平行关系可知②正确;由线面垂直,线面平行的判定和性质可知③正确;由线面垂直,面面垂直可知④正确.故选D.4.(2016·合肥检测)设m ,n 是两条不同的直线,α,β,γ是三个不同的平面,有以下四个命题.① ⎭⎪⎬⎪⎫α∥βα∥γ⇒β∥γ; ② ⎭⎪⎬⎪⎫α⊥βm ∥α⇒m ⊥β; ③ ⎭⎪⎬⎪⎫m ⊥αm ∥β⇒α⊥β; ④⎭⎪⎬⎪⎫m ∥n n ⊂α⇒m ∥α. 其中正确的命题是( )A .①④B .②③C .①③D .②④ 详细分析:选C.对于②,直线m 与平面β可能平行或相交;对于④,直线m 可能也在平面α内.而①③都是正确的命题,故选C.5.如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB ∥CD ,正方体的六个面所在的平面与直线CE ,EF 相交的平面个数分别记为m ,n 那么m +n =( )A .8B .9C .10D .11详细分析:选A.如图,∵CE ⊂平面ABPQ ,CE ∥平面A 1B 1P 1Q 1,∴CE 与正方体的其余四个面所在平面均相交,m =4,∵EF ∥平面BPP 1B 1,且EF ∥平面AQQ 1A 1,∴EF 与正方体的其余四个面所在平面均相交,n =4,故m +n =8,选A.6.设m 、n 是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面( )A .若m ∥α,n ∥α,则m ∥nB .若m ∥α,m ∥β,则α∥βC .若m ∥n ,m ⊥α,则n ⊥αD .若m ∥α,α⊥β,则m ⊥β详细分析:选C.直接判定每个选项是否可推出该结论.A 项,当m ∥α,n ∥α时,m ,n 可能平行,可能相交,也可能异面,故错误;B 项,当m ∥a ,m ∥β,α,β可能平行也可能相交,故错误;C 项,当m ∥n ,m ⊥α时,n ⊥α,故正确;D 项,当m ∥α,α⊥β时,m 可能与β平行,可能在β内,也可能与β相交,故错误.7.(2016·辽宁省大连市模拟)在空间中,a ,b 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则真命题是( )A.若a∥α,b∥α,则a∥bB.若a⊂α,b⊂β,α⊥β,则a⊥bC.若a∥α,a∥b,则b∥αD.若α∥β,a⊂α,则a∥β详细分析:选D.对于A,平行于同一平面的两条直线的位置关系可能是平行、相交或者异面,因此选项A不正确;对于B,分别位于两个相互垂直的平面内的两条直线可能是平行的,因此选项B不正确;对于C,直线b可能位于平面α内,此时结论不正确;对于D,直线a与平面β没有公共点,因此a∥β,选项D正确.故选D.8.(2016·南昌市高三模拟)已知两个不同的平面α,β和两条不重合的直线m,n,则下列四个命题中不正确的是()A.若m∥n,m⊥α,则n⊥αB.若m⊥α,m⊥β,则α∥βC.若m⊥α,m∥n,n⊆β,则α⊥βD.若m∥α,α∩β=n,则m∥n详细分析:选D.由线面平行、垂直之间的转化知A、B正确;对于C,因为m⊥α,m∥n,所以n⊥α,又n⊂β,所以β⊥α,即C正确;对于D,m∥α,α∩β=n,则m∥n,或m与n是异面直线,故D不正确.9.(2016·青岛市高三模拟)设m,n是不同的直线,α,β是不同的平面,下列命题中正确的是()A.若m∥α,n⊥β,m⊥n,则α⊥βB.若m∥α,n⊥β,m⊥n,则α∥βC.若m∥α,n⊥β,m∥n,则α⊥βD.若m∥α,n⊥β,m∥n,则α∥β详细分析:选C.当m∥α,n⊥β,m⊥n时,α,β可能垂直,也可能平行,故选项A,B错误;如图所示,由m∥n,得m,n确定一个平面γ,设平面γ交平面α于直线l,因为m∥α,所以m∥l,l ∥n,又n⊥β,所以l⊥β,又l⊂α,所以α⊥β,故选项C正确,D错误,故选C.10.已知α,β是两个不同的平面,有下列三个条件:①存在一个平面γ,γ⊥α,γ∥β;②存在一条直线a,a⊂α,a⊥β;③存在两条垂直的直线a,b,a⊥β,b⊥α.其中,所有能成为“α⊥β”的充要条件的序号是()A.①B.②C.③D.①③详细分析:选D.对于①,存在一个平面γ,γ⊥α,γ∥β,则α⊥β,反之也成立,即“存在一个平面γ,γ⊥α,γ∥β”是“α⊥β”的充要条件,所以①对,可排除B、C.对于③,存在两条垂直的直线a,b,则直线a,b所成的角为90°,因为a⊥β,b⊥α,所以α,β所成的角为90°,即α⊥β,反之也成立,即“存在两条垂直的直线a,b,a⊥β,b⊥α”是“α⊥β”的充要条件,所以③对,可排除A,选D.11.已知α,β是两个不同的平面,则α∥β的充分条件是()①存在一条直线a,a⊥α,a⊥β;②存在一个平面γ,γ⊥α,γ⊥β;③存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α;④存在两条异面直线a,b,a⊂α,b⊂β,a∥β,b∥α.A.①③B.①④C.②③D.②④详细分析:选B.存在一条直线a,a⊥α,a⊥β⇒α∥β,故①是α∥β的充分条件,①正确,排除C,D;对于③:存在两条平行直线a,b,a⊂α,b⊂β,如图所示,不能推出α∥β,故③不是α∥β的充分条件,③不正确,排除A.选B.12.如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P,Q分别是AA1,A1D1,CC1,BC的中点,给出以下四个结论:①A1C⊥MN;②A1C∥平面MNPQ;③A1C与PM相交;④NC 与PM异面.其中不正确的结论是()A.①B.②C.③D.④详细分析:选B.作出过M,N,P,Q四点的截面交C1D1于点S,交AB于点R,如图中的六边形MNSPQR,显然点A1,C分别位于这个平面的两侧,故A1C与平面MNPQ一定相交,不可能平行,故结论②不正确.13.已知α,β,γ是三个不重合的平面,a,b是两条不重合的直线,有下列三个条件:①a∥γ,b⊂β;②a∥γ,b∥β;③b∥β,a⊂γ.如果命题“α∩β=a,b⊂γ,且__________,则a ∥b ”为真命题,则可以在横线处填入的条件是__________.详细分析:由定理“一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面和此平面的交线与该直线平行”可得,横线处可填入条件①或③.答案:①或③14.(2015·长春模拟)下列命题中正确的是__________.(填上你认为正确的所有命题的序号) ①空间中三个平面α,β,γ,若α⊥β,γ⊥β,则α∥γ;②若a ,b ,c 为三条两两异面的直线,则存在无数条直线与a ,b ,c 都相交;③球O 与棱长为a 的正四面体各面都相切,则该球的表面积为π6a 2; ④三棱锥P -ABC 中,P A ⊥BC ,PB ⊥AC ,则PC ⊥AB .详细分析:①中也可以α⊥γ;②作平面与a ,b ,c 都相交;③中可得球的半径为r =612a ;④中由P A ⊥BC ,PB ⊥AC 得点P 在底面△ABC 的投影为△ABC 的垂心,故PC ⊥AB .答案:②③④15.如图,P A ⊥⊙O 所在的平面,AB 是⊙O 的直径,C 是⊙O 上的一点,E ,F 分别是点A 在PB ,PC 上的射影,给出下列结论:①AF ⊥PB ;②EF ⊥PB ;③AF ⊥BC ;④AE ⊥平面PBC .其中正确命题的序号是__________. 详细分析:∵P A ⊥⊙O 所在的平面,AB 是⊙O 的直径,∴CB ⊥P A ,CB ⊥AC ,∴CB ⊥平面P AC .又AF ⊂平面P AC ,∴CB ⊥AF .又∵F 是点A 在PC 上的射影,∴AF ⊥PC ,又PC ∩BC =C ,PC ,BC ⊂面PBC∴AF ⊥平面PBC故①③正确.又∵E 为A 在PB 上的射影,∴AE ⊥PB ,∴PB ⊥平面AEF ,故②正确.而AF ⊥平面PCB ,∴AE 不可能垂直于平面PBC .故④错.答案:①②③16.(2016·西安模拟)如图,在直角梯形ABCD 中,BC ⊥DC ,AE ⊥DC ,M ,N 分别是AD ,BE 的中点,将三角形ADE 沿AE 折起.下列说法正确的是__________(填上所有正确的序号).①不论D 折至何位置(不在平面ABC 内)都有MN ∥平面DEC ;②不论D 折至何位置都有MN ⊥AE ;③不论D 折至何位置(不在平面ABC 内)都有MN ∥AB ;④在折起过程中,一定存在某个位置,使EC ⊥AD .详细分析:连接MN交AE于点P,则MP∥DE,NP∥AB,∵AB∥CD,∴NP∥CD.对于①,由题意可得平面MNP∥平面DEC,∴MN∥平面DEC,故①正确;对于②,∵AE⊥MP,AE⊥NP,∴AE⊥平面MNP,∴AE⊥MN,故②正确;对于③,∵NP∥AB,∴不论D折至何位置(不在平面ABC内)都不可能有MN∥AB,故③不正确;对于④,由题意知EC⊥AE,故在折起的过程中,当EC⊥DE时,EC⊥平面ADE,∴EC⊥AD,故④正确.答案:①②④。

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