立体几何解题方法总结
高考数学立体几何知识要点知识点总结及解题思路方法
高考数学立体几何知识要点知识点总结及解题思路方法一、知识提纲(一)空间的直线与平面⒈平面的基本性质⑴三个公理及公理三的三个推论和它们的用途.⑵斜二测画法.⒉空间两条直线的位置关系:相交直线、平行直线、异面直线.⑴公理四(平行线的传递性).等角定理.⑵异面直线的判定:判定定理、反证法.⑶异面直线所成的角:定义(求法)、范围.⒊直线和平面平行直线和平面的位置关系、直线和平面平行的判定与性质.⒋直线和平面垂直⑴直线和平面垂直:定义、判定定理.⑵三垂线定理及逆定理.5.平面和平面平行两个平面的位置关系、两个平面平行的判定与性质.6.平面和平面垂直互相垂直的平面及其判定定理、性质定理.(二)直线与平面的平行和垂直的证明思路(见附图)(三)夹角与距离7.直线和平面所成的角与二面角⑴平面的斜线和平面所成的角:三面角余弦公式、最小角定理、斜线和平面所成的角、直线和平面所成的角.⑵二面角:①定义、范围、二面角的平面角、直二面角.②互相垂直的平面及其判定定理、性质定理.8.距离⑴点到平面的距离.⑵直线到与它平行平面的距离.⑶两个平行平面的距离:两个平行平面的公垂线、公垂线段.⑷异面直线的距离:异面直线的公垂线及其性质、公垂线段.(四)简单多面体与球9.棱柱与棱锥⑴多面体.⑵棱柱与它的性质:棱柱、直棱柱、正棱柱、棱柱的性质.⑶平行六面体与长方体:平行六面体、直平行六面体、长方体、正四棱柱、正方体;平行六面体的性质、长方体的性质.⑷棱锥与它的性质:棱锥、正棱锥、棱锥的性质、正棱锥的性质.⑸直棱柱和正棱锥的直观图的画法.10.多面体欧拉定理的发现⑴简单多面体的欧拉公式.⑵正多面体.11.球⑴球和它的性质:球体、球面、球的大圆、小圆、球面距离. ⑵球的体积公式和表面积公式.二、常用结论、方法和公式1.从一点O 出发的三条射线OA 、OB 、OC ,若∠AOB=∠AOC ,则点A 在平面∠BOC 上的射影在∠BOC 的平分线上;2. 已知:直二面角M -AB -N 中,AE ⊂ M ,BF ⊂ N,∠EAB=1θ,∠ABF=2θ,异面直线AE 与BF 所成的角为θ,则;c o s c o s c o s 21θθθ=3.立平斜公式:如图,AB 和平面所成的角是1θ,AC 在平面内,BC 和AB 的射影BA 1成2θ,设∠ABC=3θ,则cos 1θcos 2θ=cos 3θ;4.异面直线所成角的求法:(1)平移法:在异面直线中的一条直线中选择一特殊点,作另一条的平行线;(2)补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、平行六面体、长方体等,其目的在于容易发现两条异面直线间的关系;5.直线与平面所成的角斜线和平面所成的是一个直角三角形的锐角,它的三条边分别是平面的垂线段、斜线段及斜线段在平面上的射影。
高一立体几何题型及解题方法
高一立体几何题型及解题方法
高一立体几何是数学中的一个重要部分,也是高中数学中难度较大的内容之一。
下面介绍一些高一立体几何的题型及解题方法。
1. 空间向量题型
空间向量题型是高一立体几何中比较基础的题型,需要掌握空间向量的基本概念和运算规律。
解题时需要根据向量的定义和性质,运用向量加法、数乘等基本运算法则,求解向量的模长、方向余弦等相关量。
2. 空间几何体积题型
空间几何体积题型是高一立体几何中比较常见的题型,需要掌握各种几何体的面积和体积公式,并能够灵活运用这些公式进行计算。
解题时需要注意几何体的立体图形,确定所求的体积或面积,再根据公式进行计算。
3. 立体图形的相似题型
立体图形的相似题型需要掌握几何体的相似性质和基本比例关系,能够根据相似性质推导出几何体的相关量。
解题时需要注意几何体的相似条件,确定所求的比例关系,再根据比例关系求解相关量。
4. 空间几何位置关系题型
空间几何位置关系题型需要掌握空间中点、线、面的位置关系及相关性质。
解题时需要注意点、线、面的位置关系,确定所求的相关量,再根据相关性质进行计算。
总之,高一立体几何的题型比较多,需要学生具备扎实的基础知
识和灵活的解题思路,加强对几何图形和空间位置关系的理解和掌握,才能顺利解决高一立体几何的各种题型。
立体几何题型及解题方法
立体几何题型及解题方法
立体几何是数学中研究三维空间几何图形的学科。
以下是一些常见的立体几何题型及其解题方法:
1. 计算体积和表面积:这类题目通常涉及到三维空间中的几何形状,如长方体、圆柱体、圆锥体等。
解题方法包括使用体积和表面积的公式,以及根据题目描述建立数学模型。
2. 证明定理和性质:这类题目通常涉及到几何图形的性质和定理,如平行线性质、勾股定理等。
解题方法包括使用已知定理和性质进行推导,以及通过构造辅助线或辅助图形来证明。
3. 求解最值问题:这类题目通常涉及到求几何图形中的最值,如最短路径、最大面积等。
解题方法包括使用不等式、极值定理和优化方法等。
4. 判定和性质应用:这类题目通常涉及到判定几何图形是否满足某个性质,或应用某个性质到实际场景中。
解题方法包括根据性质进行推导和判断,以及根据实际场景建立数学模型。
以上是一些常见的立体几何题型及其解题方法,当然还有其他的题型和解题方法。
在解决立体几何问题时,需要灵活运用几何知识和方法,多做练习,提高自己的解题能力。
立体几何二面角解题技巧
立体几何二面角解题技巧
1. 嘿,你知道吗,找二面角的关键之一就是找到垂直啊!就像在迷雾中找到那盏明灯!比如说在一个三棱锥里,一条棱垂直于一个面,那这可就是找到二面角的重要线索啦,可不能错过呀!
2. 哇,观察图形多重要啊!就好比侦探找线索一样。
看到那些边啊角啊,要仔细研究。
像有两个平面相交,在交线上找特殊点,这就是解题的突破口呀,你能忽视吗?
3. 嘿,不要小瞧辅助线的威力呀!它简直就是我们的秘密武器。
比如在一个复杂的图形里,画上那么一条精准的辅助线,二面角不就清晰可见了,这得多厉害呀!
4. 哇塞,定义可不能忘啊!那可是基础呀。
想想看,根据二面角的定义去寻找,有时候答案就呼之欲出了。
就像要去一个地方,知道了路线图,还怕找不到吗?
5. 嘿呀,利用三角函数也是很妙的一招呢!把边和角的关系用三角函数表示出来,就像给二面角穿上了合适的衣服。
比如知道两边和夹角,不就能算出二面角的大小了,多神奇呀!
6. 哎呀,从特殊情况入手也不错哟!有时候先想想特殊的图形或者条件,就像找到了开门的钥匙。
比如正方体里的二面角,那不是很容易找到规律嘛,你还不赶紧试试?
7. 嘿,空间想象力可要好好锻炼呀!把图形在脑子里转起来,就像放电影一样。
当你能清晰地“看”到二面角的时候,解题还会难吗?
8. 哇,多种方法结合起来更是厉害啦!就如同各路英雄一起作战。
观察图形、画辅助线、利用定义等等,一起上,二面角肯定乖乖就范呀!
我的观点就是,只要掌握这些解题技巧,立体几何二面角就不再让人头疼,而是变得有趣又好解决啦!。
高中数学方法总结立体几何的平面与直线解法
高中数学方法总结立体几何的平面与直线解法在高中数学中,立体几何是一个重要且复杂的内容。
其中,涉及到平面与直线的解法,在解题过程中需要掌握一定的方法和技巧。
本文将总结其中一些常用的解法,并提供相应的例题进行说明。
一、平面与直线的相交关系1. 平面与直线相交于一点当一个直线与一个平面相交于一点时,可以通过以下两种方法来确定该点的坐标。
方法一:设直线方程为L: ax + by + cz + d = 0,平面方程为P: Ax + By + Cz + D = 0。
将直线方程代入平面方程,即可求得该点的坐标。
例题:已知直线L: x - y + z - 1 = 0与平面P: 2x + y - z + 3 = 0相交于一点,求该点的坐标。
解答:将直线方程代入平面方程,得到:2(x - y + z - 1) + (y) - (z) + 3 = 02x - 2y + 2z - 2 + y - z + 3 = 02x - y + z + 1 = 0由上式可知,该点的坐标为(-1, 2, -3)。
方法二:利用平行向量的性质,将直线的方向向量与平面的法向量进行叉乘,求得交点的坐标。
例题:已知直线L过点A(2, 1, -1),其方向向量为l(1, -1, 2),平面P过点B(3, -1, 4),其法向量为n(2, 3, 1)。
求直线L与平面P的交点坐标。
解答:设交点为M(x, y, z)。
由于直线L上的点M同时满足直线L的方程和平面P的方程,即l∙AM = 0 且n∙MB = 0首先,求l∙AM = 0:(1, -1, 2)∙(x - 2, y - 1, z - (-1)) = 0x - 2 - y + 1 + 2z + 2 = 0x - y + 2z + 1 = 0其次,求n∙MB = 0:(2, 3, 1)∙(x - 3, y - (-1), z - 4) = 02x - 6 + 3y + 3 + z - 4 = 02x + 3y + z - 7 = 0联立以上两式,得出方程组:x - y + 2z + 1 = 02x + 3y + z - 7 = 0解方程组可得该点的坐标为(2, -1, 0)。
高中立体几何最佳解题方法及考题详细解答
高中立体几何最佳解题方法总结一、线线平行的证明方法1、利用平行四边形;2、利用三角形或梯形的中位线;3、如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面与这个相交,那么这条直线和交线平行。
(线面平行的性质定理)4、如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行。
(面面平行的性质定理)5、如果两条直线垂直于同一个平面,那么这两条直线平行。
(线面垂直的性质定理)6、平行于同一条直线的两个直线平行。
7、夹在两个平行平面之间的平行线段相等。
二、线面平行的证明方法1、定义法:直线和平面没有公共点。
2、如果平面外的一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线就和这个平面平行。
(线面平行的判定定理)3、两个平面平行,其中一个平面内的任意一条直线必平行于另一个平面。
4、反证法。
三、面面平行的证明方法1、定义法:两个平面没有公共点。
2、如果一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行。
(面面平行的判定定理)3、平行于同一个平面的两个平面平行。
4、经过平面外一点,有且只有一个平面与已知平面平行。
5、垂直于同一条直线的两个平面平行。
四、线线垂直的证明方法1、勾股定理;2、等腰三角形;3、菱形对角线;4、圆所对的圆周角是直角;5、点在线上的射影;6、如果一条直线和这个平面垂直,那么这条直线和这个平面内的任意直线都垂直。
7、在平面内的一条直线,如果和这个平面一条斜线垂直,那么它也和这条斜线的射影垂直。
(三垂线定理)8、在平面内的一条直线,如果和这个平面一条斜线的射影垂直,那么它也和这条斜线垂直。
9、如果两条平行线中的一条垂直于一条直线,那么另一条也垂直于这条直线。
五、线面垂直的证明方法:1、定义法:直线与平面内的任意直线都垂直;2、点在面内的射影;3、如果一条直线和一个平面内的两条相交直线垂直,那么这条直线就和这个平面垂直。
(线面垂直的判定定理)4、如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线必垂直于另一个平面。
立体几何题型与解题方法
1.平面 平面的基本性质:掌握三个公理及推论,会说明共点、共线、共面问题。 (1).证明点共线的问题,一般转化为证明这些点是某两个平面的公共点(依据:由点在线上,线在面内 , 推出点在面内), 这样可根据公理 2 证明这些点都在这两个平面的公共直线上。 (2).证明共点问题,一般是先证明两条直线交于一点,再证明这点在第三条直线上,而这一点是两个平面的 公共点,这第三条直线是这两个平面的交线。 (3).证共面问题一般先根据一部分条件确定一个平面,然后再证明其余的也在这个平面内,或者用同一法证 明两平面重合 2. 空间直线. (1). 空间直线位置关系三种:相交、平行、异面. 相交直线:共面有且仅有一个公共点;平行直线:共面没 有公共点;异面直线:不同在任一平面内,无公共点 [注]:①两条异面直线在同一平面内射影一定是相交的两条直线.(×)(也可能两条直线平行,也可能是点 和直线等)
组成一个直角三角形.
c.特殊棱锥的顶点在底面的射影位置:
①棱锥的侧棱长均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心.
②棱锥的侧棱与底面所成的角均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心.
③棱锥的各侧面与底面所成角均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形内心.
④棱锥的顶点到底面各边距离相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形内心.
分线上。
4. 平面平行与平面垂直.
(1). 空间两个平面的位置关系:相交、平行.
(2). 平面平行判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行.
(“线面平行 面面平行”)
推论:垂直于同一条直线的两个平面互相平行;平行于同一平面的两个平面平行.
[注]:一平面内的任一直线平行于另一平面.
巧建系,妙解立体几何题
解题宝典立体几何问题侧重于考查同学们的空间想象能力和逻辑推理能力.在解答立体几何问题时,我们一般只有借助立体几何图形来进行分析,才能快速明确题目中点、线、面的位置关系,找到解题的突破口.建系法是解答立体几何问题的一种重要方法,而运用建系法解答立体几何问题的关键是建立合适的空间直角坐标系,通过空间直角坐标运算求得问题的答案.那么如何选取坐标轴和原点,建立合适的直角坐标系呢?主要有以下两种方法.一、根据几何体的性质和特点建系我们知道,空间直角坐标系中的三个坐标轴相互垂直,并相交于一点.因此,在解答立体几何问题时,可以根据简单几何体的特点和性质,尤其是长方体、直棱柱、直棱锥、圆柱的性质和特点来寻找垂直关系.当图形中出现三条直线两两互相垂直且交于一点时,可以将这三条直线看作坐标轴,将该交点视为坐标原点来建系.例1.(2019年全国卷Ⅱ理科·第17题)如图1,长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形,点E 在棱AA 1上,BE ⊥EC 1.若AE =A 1E ,求二面角B -EC -C 1的正弦值.图1图2分析:本题主要考查了二面角的求法.我们根据长方体的特点和性质可知长方体的所有侧棱都与底面垂直,且底面上由顶点出发的两条棱相互垂直,于是可将底面的其中一个顶点视为原点,以由顶点出发的三条棱为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系.然后根据题目给出的条件,找出相关点的坐标,求出两个平面、BEC 、ECC 1的法向量,再根据公式求出两个平面法向量的夹角余弦值,便可得出夹角的正弦值.解:以点D 为坐标原点,DA 的方向为x 轴的正方向,建立如图2所示的空间直角坐标系D -xyz .设正方形ABCD 的边长为1,||AA 1=2a ,则||A 1E =||AE =a ,所以||EB 1=||EB =a 2+1,因为ABCD -A 1B 1C 1D 1为长方体,所以B 1C 1⊥平面ABB 1A 1,且BE 在平面ABB 1A 1内,因此C 1B 1⊥BE .由题知BE ⊥EC 1,所以BE ⊥平面EB 1C 1.且EB 1在平面EB 1C 1内,则BE ⊥EB 1.在RtΔB 1EB 中,EB 12+EB 2=B 1B 2,即a 2+1+a 2+1=4a 2,所以a =1,所以B (1,1,0),C (0,1,0),E (1,0,1),C 1(0,1,2),所以 CE =(1,-1,1), CB =(1,0,0), CC 1=(0,0,2)设平面BCE 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),则ìíî n 1·CE =x 1-y 1+z 1=0, n 1·CB =x 1=0,,解得{x 1=0,z 1=y 1,取 n 1=(0,1,1),设平面CEC 1的法向量为 n 2=(x 2,y 2,z 2),则ìíî n 2·CE =x 2-y 2+z 2=0, n 2·CC 1=2z 2=0,解得{z 2=0,y 2=x 2,取 n 2=(1,1,0),所以cos n 1, n 2=n 1·n 2|| n 1·|| n 2=12.于是sin n 1, n 2=,故二面角B -EC -C 1的正弦值为.例2.如图3,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D ,E 分别是AB 、BB 1的中点,AA 1=AC =CB .求二傅灵欣廖小莲44解题宝典面角D -A 1C -E 的正弦值.图3图4分析:该几何体为直三棱柱,我们可以根据直三棱柱图形的特点和性质来建立空间直角坐标系.直棱柱的侧棱垂直于底面,只要根据题目的条件在直三棱柱的底面找到两条互相垂直且与侧棱有交点的直线,这样三条直线两两便会互相垂直,为建立空间直角坐标系创造了条件.求出相关点的坐标以及二面角所包含的两个平面的法向量,再根据公式便可求出二面角的余弦值,求得夹角的正弦值.解:由AC =CB =得ΔACB 是以∠C 为直角的等腰直角三角形,又因为是直三棱柱ABC -A 1B 1C 1,所以棱CC 1⊥底面ACB .故以点C 为原点、CA 的方向为x 轴,建立如图4所示的空间直角坐标系.设AB =2,则AA 1=AC =CB =AA 1=2,则A (2,0,0),B (0,2,0),D 0),A 1(2,0,2),C (0,0,0),又因为AA 1=BB 1=2,所以E(0,2,于是 CA 1=(2,0,2), CD =0),CE =(0,2,,设平面DA 1C 的法向量为n 1=(x 1,y 1,z 1),则ìíîïï n 1·CA 121+2=0,CD · n 1=2121=0,解得{x 1+z 1=0,x 1+y 1=0,取n 1=(1,-1,-1),设平面A 1CE 的法向量为n 2=(x 2,y 2,z 2),则ìíîïï n 2·AC 1=2x 222=0, CE · n 2=2y 222=0,解得ìíîïïx 2+z 2=0,y 2+12z 2=0,取n 2=(2,1,-2),所以cos n 1, n 2=n 1·n 2|| n 1·||n 2=,则sin n 1, n 2=故二面角D -A 1C -E 的正弦值为.在用建系法解答与长方体、直棱锥有关的立体几何问题时,可以根据长方体、直棱锥本身的性质和特点来建系,若无法根据几何体的性质和特点建系,可以根据题意创造条件来建系.二、利用线面垂直关系建立直角坐标系在建系时,z 轴往往是比较容易选取的,而坐标原点即为z 轴与底面的交点,那么我们只需要确定与z 轴垂直的坐标平面xOy ,且使x 轴、y 轴相互垂直即可.可以根据线面垂直关系来寻找与z 轴垂直的平面.首先要充分利用好底面中的垂直条件,然后根据线面垂直的判断定理得到相应的z 轴以及与z 轴垂直的平面,这样便可建立符合要求的空间直角坐标系.例3(2020年全国Ⅰ卷,第20题)如图5,四棱锥P -ABCD 的底面为正方形,PD ⊥底面ABCD .设平面PAD 与平面PBC 的交线为l .(1)证明:l ⊥平面PDC ;(2)已知PD =AD =1,Q 为l上的点,求PB 与平面QCD 所成角的正弦值的最大值.图5分析:我们可以先根据线面垂直的关系,即PD ⊥底面ABCD 来建立空间直角坐标系.而四棱锥P -ABCD 的底面为正方形,所以正方形的四条邻边相互垂直,于是可以以D 为坐标原点、DA 的方向为x 轴的正方向建立空间直角坐标系.求出相关点的坐标,设45方法集锦。
立体几何七大解题技巧
立体几何七大解题技巧
一、把问题转化成数学问题
三维几何的问题可以转化为数学问题,如求解三角形的面积、求解两个空间向量的点积、求解空间曲线的长度等,都可以用数学方法来解决。
二、利用空间几何公式
三维几何中有许多空间几何公式,如三角形面积公式、平面夹角公式等,利用这些公式可以解决许多三维几何问题。
三、利用空间图形构建
可以利用空间图形构建的方法,把三维几何问题转换成二维几何问题,这样就可以利用二维几何的知识来解决三维几何问题。
四、利用空间投影
可以利用空间投影的方法,把三维几何问题转换成二维几何问题,这样就可以利用二维几何的知识来解决三维几何问题。
五、利用空间变换
可以利用空间变换的方法,把三维几何问题转换成二维几何问题,这样就可以利用二维几何的知识来解决三维几何问题。
六、利用空间对称
可以利用空间对称的方法,把三维几何问题转换成二维几何问题,这样就可以利用二维几何的知识来解决三维几何问题。
七、利用空间分析
可以利用空间分析的方法,把三维几何问题转换成二维几何问题,这样就可以利用二维几何的知识来解决三维几何问题。
高一数学立体几何解题技巧
高一数学立体几何解题技巧
1. 嘿,同学们!对于高一数学立体几何,要学会想象啊!比如看到一个正方体,你得在脑子里把它转起来呀!就像你玩魔方一样。
为啥要这么做?你想想,不把它立体地想清楚,咋能解出那些难题呢?
2. 还有呀,一定要多画图!千万别懒。
你看那复杂的立体图形,你不画出来,光靠脑子想能行吗?就好比走夜路没手电筒,多吓人呀!像三棱锥,画出来仔细瞅瞅,很多线索不就出来了嘛。
3. 咱得善于找特殊点和线呀!这可太关键了。
比如说长方体的顶点、棱,那可都是宝呀!这就好像在一堆杂草里找宝贝,找到了不就好办啦?
4. 别小瞧那些基本定理呀,同学们!它们就像是你的秘密武器。
比如线面平行定理,那可是解题的利器呀!这不就跟武侠小说里的绝世武功一样吗,学会了就能打遍天下无敌手啦!
5. 多做练习题那是必须的!别偷懒。
一道题一道题刷过去,就跟升级打怪一样。
你做的越多,遇到难题就越不慌,难道不是吗?
6. 学会和同学讨论呀!一个人想不出来,说不定别人一句话你就恍然大悟啦。
这就像几个人一起划船,肯定比你一个人划得快呀!
7. 要保持耐心和信心呀!遇到难题别着急上火,慢慢来。
就像爬山,一步步总能到山顶。
相信自己能把高一数学立体几何搞定!
我的观点结论:总之,只要掌握这些技巧,多下功夫,高一数学立体几何就没那么难啦!。
高中数学立体几何学习方法有哪些
高中数学立体几何学习方法有哪些高中数学立体几何学习方法有哪些立体几何的证明是数学学科中任一分之也替代不了的。
因此,历年高考中都有立体几何论证的考察。
论证时,首先要保持严密性,对任何一个定义、定理及推论的理解要做到准确无误。
所以学好立体几何要找到对的学习方法,下面是小编分享给大家的高中数学立体几何的学习方法的资料,希望大家喜欢!高中数学立体几何的学习方法一、逐渐提高逻辑论证能力论证时,首先要保持严密性,对任何一个定义、定理及推论的理解要做到准确无误。
符号表示与定理完全一致,定理的所有条件都具备了,才能推出相关结论。
切忌条件不全就下结论。
其次,在论证问题时,思考应多用分析法,即逐步地找到结论成立的充分条件,向已知靠拢,然后用综合法(“推出法”)形式写出。
二、立足课本,夯实基础直线和平面这些内容,是立体几何的基础,学好这部分的一个捷径就是认真学习定理的证明,尤其是一些很关键的定理的证明。
例如:三垂线定理。
定理的内容都很简单,就是线与线,线与面,面与面之间的关系的阐述。
但定理的证明在出学的时候一般都很复杂,甚至很抽象。
掌握好定理有以下三点好处:(1)深刻掌握定理的内容,明确定理的作用是什么,多用在那些地方,怎么用。
(2)培养空间想象力。
(3)得出一些解题方面的启示。
在学习这些内容的时候,可以用笔、直尺、书之类的东西搭出一个图形的框架,用以帮助提高空间想象力。
对后面的学习也打下了很好的基础。
三、“转化”思想的应用我个人觉得,解立体几何的问题,主要是充分运用“转化”这种数学思想,要明确在转化过程中什么变了,什么没变,有什么联系,这是非常关键的。
例如:(1)两条异面直线所成的角转化为两条相交直线的夹角即过空间任意一点引两条异面直线的平行线。
斜线与平面所成的角转化为直线与直线所成的角即斜线与斜线在该平面内的射影所成的角。
(2)异面直线的距离可以转化为直线和与它平行的平面间的距离,也可以转化为两平行平面的距离,即异面直线的`距离与线面距离、面面距离三者可以相互转化。
高中数学的归纳立体几何中的常见定理
高中数学的归纳立体几何中的常见定理在高中数学的学习中,归纳法是非常重要的思考方式。
而在立体几何中,也存在着一些常见的定理,它们帮助我们理解和解决空间中的问题。
本文将介绍一些高中数学归纳立体几何中的常见定理,帮助同学们更好地掌握这一领域的知识。
1. 体积定理体积定理是立体几何中最基本的定理之一,它描述了不同几何体的体积计算方法。
常见的体积定理有:1.1 直方体体积定理:直方体的体积等于底面积乘以高度。
1.2 正方体体积定理:正方体的体积等于边长的立方。
1.3 柱体体积定理:柱体的体积等于底面积乘以高度。
1.4 圆锥体积定理:圆锥的体积等于底面积乘以高度再除以3。
1.5 球体体积定理:球体的体积等于4/3乘以π乘以半径的立方。
这些体积定理是计算几何体体积的基础,同学们在解题时可以根据不同几何体的类型运用相应的定理进行计算。
2. 相似立体的比例定理在立体几何中,相似的几何体之间存在着特定的比例关系。
常见的相似立体比例定理有:2.1 体积比例定理:如果两个立体体积相等,且它们的形状相似,则它们的边长比等于1的立方根。
2.2 表面积比例定理:如果两个立体表面积相等,且它们的形状相似,则它们的边长比等于1的平方根。
这些比例定理在解决相似立体之间的比较问题时非常有用,同学们可以利用其中的比例关系进行计算。
3. 正多面体定理正多面体是指所有面都是正多边形且每个顶点都是相等的多面体,它们有一些独特的性质和定理。
3.1 正多面体的顶点、棱和面定理:对于正多面体,顶点数、棱数和面数之间存在着特定的关系,即顶点数+面数=棱数+2。
3.2 正四面体定理:正四面体的体积等于底面积乘以高度再除以3。
3.3 正六面体定理:正六面体的体积等于边长的立方。
3.4 正八面体定理:正八面体的体积等于2乘以底面积乘以高度的三分之一。
3.5 正十二面体定理:正十二面体的体积等于边长的立方乘以(2+根号5)/12。
正多面体的定理帮助我们研究和理解不同形状的多面体之间的关系,同时也提供了计算体积和其他性质的方法。
立体几何动点解题技巧
立体几何动点解题技巧
在立体几何中,动点解题是一种常见的解题方法。
通过引入
动点,可以将原问题转化为几何关系和代数关系之间的等价问题,从而简化解题过程。
下面是一些立体几何动点解题的技巧:
1.选择合适的动点:选择一个合适的动点是解题的关键。
动
点可以是一个普通的点,也可以是一个特殊的点,如重心、垂
心等。
选择动点时要考虑到问题的特点,找到一个能够引入所
需关系的点。
2.构造代数关系:在引入动点后,需要通过几何关系构造代
数关系。
这可以通过使用相似三角形、比例等几何性质得出。
根据动点的移动,几何关系会转化为代数关系,从而可以得到
所需的方程。
3.求解代数方程:得到代数方程后,可以通过解方程求解问题。
根据问题的要求,可以得到方程中未知量的值,进而确定
几何问题的解。
4.注意特殊情况:在使用动点解题时,需要考虑到一些特殊
情况。
例如,当动点的位置使得几何关系不成立时,应该排除
这种情况。
此外,还需要注意动点的位置是否能够涵盖所有可
能的情况。
5.利用易于计算的性质:在解题过程中,可以利用一些易于
计算的几何性质。
例如,平行线、垂直线等性质可以简化计算
过程,减少出错的可能性。
通过灵活运用动点解题技巧,可以更加简化和系统化地解决立体几何问题。
当然,在实际解题过程中,还需要结合具体问题进行灵活运用,并多加练习掌握动点解题的技巧。
高中数学立体几何解题技巧
高中数学立体几何解题技巧在高中数学中,立体几何是一个重要的考点,也是学生们普遍认为较为困难的部分。
本文将介绍一些解题技巧,帮助学生更好地应对立体几何题目。
一、空间几何体的性质在解决立体几何问题时,首先要熟悉各种空间几何体的性质。
例如,正方体的六个面都是正方形,每个面上的对角线相交于立方体的中心点。
了解这些性质可以帮助我们更好地理解题目,从而更快地找到解题思路。
例如,考虑以下题目:已知正方体ABCD-EFGH,点M,N分别为AE和BF的中点,连接MN并延长交于点P,求证:AP⊥MN。
解题思路:首先,我们要了解正方体的性质。
正方体的六个面都是正方形,对角线相交于中心点。
根据题目中的条件,我们可以画出正方体,并连接MN。
然后,我们观察到点P是MN的延长线上的一个点,可以猜测点P可能与正方体的某个顶点相关。
通过观察,我们可以发现点A与MN的延长线相交于点P。
由于正方体的性质,我们可以得出结论:AP⊥MN。
二、平行关系的运用在解决立体几何问题时,平行关系是一个重要的解题技巧。
通过观察题目中给出的平行线段或平行面,我们可以利用平行关系得到一些有用的信息。
例如,考虑以下题目:已知四棱锥ABCD-A1B1C1D1,AB∥A1B1,CD∥C1D1,E为AB的中点,F为CD的中点,连接EF并延长交于点P,求证:AP⊥EF。
解题思路:首先,我们要注意到题目中给出了平行关系。
根据题目中的条件,我们可以画出四棱锥,并连接EF。
然后,我们观察到点P是EF的延长线上的一个点,可以猜测点P可能与四棱锥的某个顶点相关。
通过观察,我们可以发现点A 与EF的延长线相交于点P。
由于平行关系的性质,我们可以得出结论:AP⊥EF。
三、相似关系的运用在解决立体几何问题时,相似关系也是一个常用的解题技巧。
通过观察题目中给出的相似三角形或相似几何体,我们可以利用相似关系得到一些有用的信息。
例如,考虑以下题目:已知正方体ABCD-EFGH,点M,N分别为AE和BF的中点,连接MN并延长交于点P,求证:BP:PM=2:1。
高考立体几何解题方法与技巧
第三篇:立体几何题型与方法(向量法)空间两个向量的夹角公式232221232221332211||||,cos bb b a a a b a b a b a b a ba b a ++⋅++++=⋅•>=<(a =123(,,)a a a ,b =123(,,)b b b )。
②空间两点的距离公式:212212212)()()(z z y y x x d -+-+-=.b.法向量:若向量a 所在直线垂直于平面α,则称这个向量垂直于平面α,记作α⊥a ,如果α⊥a 那么向量a 叫做平面α的法向量.c.向量的常用方法:①利用法向量求点到面的距离定理:设n 是平面α的法向量,AB 是平面α的一条射线,其中α∈A ,则点B 到平面α|||n n AB ②.异面直线间的距离d =(12,l l 是两异面直线,其公垂向量为n ,C D 、分别是12,l l 上任一点,d 为12,l l 间的距离).③.利用法向量求二面角的平面角定理:设21,n n 分别是二面角βα--l 中平面βα,的法向量,则21,n n 所成的角就是所求二面角的平面角或其补角大小(21,n n 方向相同,则为补角,21,n n 反方,则为其夹角).二面角l αβ--的平面角cos||||m n arc m n θ⋅=或cos ||||m narc m n π⋅-(m ,n 为平面α,β的法向量).注意:夹角的范围及向量平行和垂直的条件!!经典例题剖析(2009)(19)(本小题满分12分)如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,AB ⊥AC,D 、E 分别为AA 1、B 1C 的中点,DE ⊥平面BCC 1(Ⅰ)证明:AB=AC(Ⅱ)设二面角A-BD-C 为60°,求B 1C 与平面BCD 所成的角的大小(2009)(19)(本小题满分12分)如图,四棱锥S ABCD -中,底面ABCD 为矩形,SD ⊥底面ABCD ,2AD =,2DC SD ==,点M 在侧棱SC 上,60ABM ∠=(Ⅰ)证明:M 是侧棱SC 的中点;(Ⅱ)求二面角S AM B --的大小。
立体几何题型及解题方法总结
立体几何题型及解题方法总结1. 立体几何题型啊,那可是个神奇的领域!有求各种立体图形体积的题型,就像求一个装满水的古怪形状瓶子能装多少水一样。
比如说正方体,正方体的体积公式就是边长的立方。
要是有个正方体边长是3厘米,那它的体积就是3×3×3 = 27立方厘米,简单吧!这类型的题就像是数糖果,一个一个数清楚就行。
2. 还有求立体图形表面积的题型呢。
这就好比给一个形状奇怪的礼物包装纸,得算出需要多少纸才能把它包起来。
像长方体,表面积就是六个面的面积之和。
假如一个长方体长4厘米、宽3厘米、高2厘米,那表面积就是2×(4×3 + 4×2 + 3×2) = 52平方厘米。
哎呀,可别小瞧这表面积,有时候算错一点就像给礼物包了个破纸一样难看。
3. 立体几何里关于线面关系的题型也不少。
这就像在一个迷宫里找路,线和面的关系复杂得很。
比如说直线和平面平行的判定,就像在一个方方正正的房间里,一根直直的杆子和地面平行,只要杆子和地面内的一条直线平行就行。
像有个三棱柱,一条棱和底面的一条棱平行,那这条棱就和底面平行啦,是不是很有趣呢?4. 线面垂直的题型也很重要哦。
这就像是建房子时的柱子和地面的关系,必须垂直才稳当。
判断一条直线和一个平面垂直,就看这条直线是不是和平面内两条相交直线都垂直。
就像搭帐篷,中间那根杆子要和地面上交叉的两根绳子都垂直,帐篷才能稳稳地立起来。
比如一个正四棱锥,它的高就和底面垂直,因为高和底面两条相交的对角线都垂直呢。
5. 面面平行的题型有点像照镜子。
两个平面就像两面镜子,要想平行,得看一个平面内的两条相交直线和另一个平面内的两条相交直线分别平行。
就像有两个一样的盒子,一个盒子里面两条交叉的边和另一个盒子里面对应的两条交叉边平行,那这两个盒子的面就是平行的关系。
想象一下,如果两个平行的黑板,是不是很有画面感?6. 面面垂直的题型就像是打开的书页。
立体几何解题技巧汇总
立体几何解题技巧汇总1.平行、垂直位置关系的论证的策略(1)由已知想性质,由求证想判定,即分析法与综合法相结合寻找证题思路。
(2)利用题设条件的性质适当添加辅助线(或面)是解题的常用方法之一。
(3)三垂线定理及其逆定理在高考题中使用的频率最高,在证明线线垂直时应优先考虑。
2.空间角的计算方法与技巧主要步骤:一作、二证、三算;若用向量,那就是一证、二算。
(1)两条异面直线所成的角:①平移法;②补形法;③向量法。
(2)直线和平面所成的角:①作出直线和平面所成的角,关键是作垂线,找射影转化到同一三角形中计算,或用向量计算。
②用公式计算。
(3)二面角:①平面角的作法:(i)定义法;(ii)三垂线定理及其逆定理法;(iii)垂面法。
②平面角的计算法:(i)找到平面角,然后在三角形中计算(解三角形)或用向量计算;(ii)射影面积法;(iii)向量夹角公式。
3.空间距离的计算方法与技巧(1)求点到直线的距离:经常应用三垂线定理作出点到直线的垂线,然后在相关的三角形中求解,也可以借助于面积相等求出点到直线的距离。
(2)求两条异面直线间距离:一般先找出其公垂线,然后求其公垂线段的长。
在不能直接作出公垂线的情况下,可转化为线面距离求解(这种情况高考不做要求)。
(3)求点到平面的距离:一般找出(或作出)过此点与已知平面垂直的平面,利用面面垂直的性质过该点作出平面的垂线,进而计算;也可以利用“三棱锥体积法”直接求距离;有时直接利用已知点求距离比较困难时,我们可以把点到平面的距离转化为直线到平面的距离,从而“转移”到另一点上去求“点到平面的距离”。
求直线与平面的距离及平面与平面的距离一般均转化为点到平面的距离来求解。
4.熟记一些常用的小结论诸如:正四面体的体积公式是;面积射影公式;“立平斜关系式”;最小角定理。
弄清楚棱锥的顶点在底面的射影为底面的内心、外心、垂心的条件,这可能是快速解答某些问题的前提。
5.翻折、展开关注不变因素平面图形的翻折、立体图形的展开等一类问题,要注意翻折前、展开前后有关几何元素的“不变性”与“不变量”。
例谈立体几何最值问题的几种解法
思路探寻立体几何最值问题侧重于考查同学们的空间想象、逻辑推理和数学运算等能力.常见的立体几何最值问题是求立体几何图形中某条线段、某个角、体积、表面积的最值,那么如何求解呢?一、利用函数思想在大多数情况下,我们可以把与动点有关的立体几何问题看作函数问题来求解.以其中某一个量,如动点的坐标、线段的长、角的大小为变量,建立关于该变量的关系式,并将其视为函数式,即可利用一次函数、二次函数、三角函数的性质和图象求得最值.例1.如图1,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,P为AA1的中点,M在侧面AA1B1B上,若D1M⊥CP,则ΔBCM).C.5D.2图1图2解:过M作MG⊥平面ABCD,垂足为G,作GH⊥BC于点H,连接MH,以D为坐标原点,建立如图2所示的空间直角坐标系,可得D()0,0,0,C()0,1,0,A()1,0,0,P()1,0,12,D1(0,0,1),B()1,1,0.设M()1,a,b,则D1M=()1,a,b-1,CP=()1,-1,12,∵D1M⊥CP,∴ D1M⋅ CP=12b-a+12=0,∴b=2a-1,∴CH=1-a,MG=2a-1,∴MH=()1-a2+()2a-12=5a2-6a+2,∴SΔBCM=12BC⋅MH=1=可知当a=35时,ΔBCM面积取最小值,为SΔBCM=12×=故选B.在建立空间直角坐标系后,设出点M的坐标,以a、b为变量,构建关于a的函数式SΔBCM=然后将5a2-6a+2看作二次函数式,对其配方,根据二次函数的性质即可知函数在a=35时取最小值.二、运用基本不等式在解答立体几何最值问题时,我们往往可以先根据立体几何中的性质、定义、定理求得目标式;然后将其进行合理的变形,采用拆项、凑系数、补一次项,去掉常数项等方式,配凑出两式的和或积,就可以直接运用基本不等式来求得最值.在运用基本不等式求最值时,要把握三个条件:一正、二定、三相等.例2.已知三棱锥P-ABC的4个顶点均在球心为O、直径为23的球面上,PA=2,且PA,PB,PC两两垂直.当PC+AB取最大值时,三棱锥O-PAB的体积为().A. C.6解:∵PA,PB,PC两两互相垂直,∴三棱锥P-ABC可补全为如图3所示的长方体.则长方体的外接球即为三棱锥P-ABC的外接球,∴PA2+PB2+PC2=()232=12,又PA=2,∴PB2+PC2=10,∵AB2=PA2+PB2=2+PB2,∴PC2+AB2=2+PB2+PC2=12,∴()PC+AB2-2PC⋅AB=12,又PC⋅AB≤()PC+AB22,∴12=()PC+AB2-2PC⋅AB≥()PC+AB2-2()PC+AB22=12()PC+AB2,当且仅当PC=AB时取等号,∴()PC+AB max=26,此时PC=AB=6,PB=图347思路探寻AB 2-PA 2=2,∴V O -PAB =12V C -PAB =16S △PAB ⋅PC =112PA ⋅PB⋅PC =112×2×2×6故选B.根据长方体的性质得到()PC +AB 2-2PC ⋅AB =10后,可发现该式中含有PC 、AB 的和与积,根据基本不等式a +b ≥2ab 求解,即可得到三棱锥O -PAB 的体积.三、转化法运用转化法求解立体几何最值问题有两种思路.一是将问题转化为平面几何问题.先将几何体的表面展开,或将几何体内部满足条件的某些面展开成平面;再在平面内利用平面几何知识,如正余弦定理、两点间的距离最短、三角形的两边之和大于第三边等求解,这样问题就变得十分直观,容易求解了.另一种思路是根据题意和几何图形中的点、线、面的位置关系,明确其中改变的量和不变的量及其关系,根据简单几何体的性质、表面积公式、体积公式,将问题转化为求某些线段或角的最值.再结合简单几何体的性质,几何图形中点、线、面的位置关系求得最值例3.如图4,在正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1=AB =2,D 在A 1C 上,E 是A 1B 的中点,则()AD +DE 2的最小值是().A.6-7 B.27 C.3+7 D.5+7图4图5解:将平面A 1BC 与平面A 1AC 翻折到同一平面上,连接AE ,如图5所示,设AE ⋂A 1C =F .由题意可知A 1A =AC =BC =2,A 1C =A 1B =22,所以AA 21+AC 2=A 1C 2,所以AA 1⊥AC ,则∠AA 1C =45°,由余弦定理可得cos∠BA 1C =A 1B 2+A 1C 2-BC 22A 1B ⋅A 1C=8+8-42×22×22=34,则sin∠BA 1C =1-cos 2∠BA 1C =故cos∠AA 1B =cos ()∠AA 1C +∠BA 1C =cos ∠AA 1C cos ∠BA 1C -sin ∠AA 1C sin ∠BA 1C =32-148.因为E 是A 1B 的中点,所以A 1E =2,由余弦定理可得AE 2=AA 21+A 1E 2-2AA 1⋅A 1E cos∠BA 1A=4+2-2×2×2×32-148=3+7.因为D 在A 1C 上,所以AD +DE ≥AE ,当A 、E 、D 三点共线时,等号成立,则()AD +DE 2≥3+7.故选C .将平面A 1BC 与平面A 1AC 翻折到同一平面上,就可以把立体几何问题转化为平面几何问题,即可根据勾股定理和余弦定理求得A 1E 以及AE 的值.分析图形可知当A 、E 、D 三点共线时,AD +DE 取得最大值,再结合余弦定理求解即可.例4.已知球O 的表面积为60π,四面体P -ABC 内接于球O ,ΔABC 是边长为6的正三角形,平面PBC ⊥平面ABC ,则四面体P -ABC 体积的最大值为().A.18B.27C.32D.81解:因为球O 的表面积为60π,所以球的半径R ==15,由题意知四面体P -ABC 底面三角形的面积为定值,要使四面体的体积最大,只须使顶点P 到底面的距离最大,又因为平面PBC ⊥平面ABC ,所以当PB =PC 时,点P 到底面的距离最大,而ΔABC 外接圆的半径r =62sin60°=23,则O 到面ABC 的距离为d =R 2-r 2=3,且O 到面PBC 的距离为h =12r =3,设点P 到平面ABC 的距离为H ,则R 2=()H -d 2+h 2,解得H =33,此时体积最大值为V max =13×12×6×6×sin60°×33=27.故选B.解答本题,首先根据球的表面积求得球的半径;再根据题意和几何体的特征明确当PB =PC 时,点P 到底面的距离最大;最后根据外接圆的性质、勾股定理求出点P 到底面的距离,即可求出最大值.除了上述三种方法外,有时还可采用定义法、构造法来求立体几何最值问题的答案.总之,同学们在解题时,要先根据题意和几何体的结构特征寻找取得最值的情形,求得目标式;然后根据目标式的特征,选用合适的方法求最值.(作者单位:贵州省江口中学)48。
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1.判定两个平面平行的方法:(1)根据定义——证明两平面没有公共点;(2)判定定理——证明一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面; (3)证明两平面同垂直于一条直线。
2.两个平面平行的主要性质:⑴由定义知:“两平行平面没有公共点”。
⑵由定义推得:“两个平面平行,其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。
⑶两个平面平行的性质定理:“如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行”。
⑷一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,它也垂直于另一个平面。
⑸夹在两个平行平面间的平行线段相等。
⑹经过平面外一点只有一个平面和已知平面平行。
3.空间的角和距离是空间图形中最基本的数量关系,空间的角主要研究射影以及与射影有关的定理、空间两直线所成的角、直线和平面所成的角、以及二面角和二面角的平面角等.解这类问题的基本思路是把空间问题转化为平面问题去解决.空间的角,是对由点、直线、平面所组成的空间图形中各种元素间的位置关系进行定量分析的一个重要概念,由它们的定义,可得其取值范围,如两异面直线所成的角θ∈(0,2π],直线与平面所成的角θ∈0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦,二面角的大小,可用它们的平面角来度量,其平面角θ∈[0,π].对于空间角的计算,总是通过一定的手段将其转化为一个平面内的角,并把它置于一个平面图形,而且是一个三角形的内角来解决,而这种转化就是利用直线与平面的平行与垂直来实现的,如求异面直线所成的角常用平移法(转化为相交直线)与向量法;求直线与平面所成的角常利用射影转化为相交直线所成的角;而求二面角-l -的平面角(记作)通常有以下几种方法:(1) 根据定义;(2) 过棱l 上任一点O 作棱l 的垂面,设∩=OA ,∩=OB ,则∠AOB =;(3) 利用三垂线定理或逆定理,过一个半平面内一点A ,分别作另一个平面的垂线AB (垂足为B ),或棱l 的垂线AC (垂足为C ),连结AC ,则∠ACB = 或∠ACB =-;(4) 设A 为平面外任一点,AB ⊥,垂足为B ,AC ⊥,垂足为C ,则∠BAC =或∠BAC =-;(5) 利用面积射影定理,设平面内的平面图形F 的面积为S ,F 在平面内的射影图形S'.的面积为S,则cos=S4.空间的距离问题,主要是求空间两点之间、点到直线、点到平面、两条异面直线之间(限于给出公垂线段的)、平面和它的平行直线、以及两个平行平面之间的距离.求距离的一般方法和步骤是:一作——作出表示距离的线段;二证——证明它就是所要求的距离;三算——计算其值.此外,我们还常用体积法求点到平面的距离.5.棱柱的概念和性质⑴理解并掌握棱柱的定义及相关概念是学好这部分知识的关键,要明确“棱柱直棱柱正棱柱”这一系列中各类几何体的内在联系和区别。
⑵平行六面体是棱柱中的一类重要的几何体,要理解并掌握“平行六面体直平行六面体长方体正四棱柱正方体”这一系列中各类几何体的内在联系和区别。
⑶须从棱柱的定义出发,根据第一章的相关定理对棱柱的基本性质进行分析推导,以求更好地理解、掌握并能正确地运用这些性质。
⑷关于平行六面体,在掌握其所具有的棱柱的一般性质外,还须掌握由其定义导出的一些其特有的性质,如长方体的对角线长定理是一个重要定理并能很好地掌握和应用。
还须注意,平行六面体具有一些与平面几何中的平行四边形相对应的性质,恰当地运用平行四边形的性质及解题思路去解平行六面体的问题是一常用的解题方法。
⑸多面体与旋转体的问题离不开构成几何体的基本要素点、线、面及其相互关系,因此,很多问题实质上就是在研究点、线、面的位置关系,与《直线、平面、简单几何体》第一部分的问题相比,唯一的差别就是多了一些概念,比如面积与体积的度量等.从这个角度来看,点、线、面及其位置关系仍是我们研究的重点.6.经纬度及球面距离⑴根据经线和纬线的意义可知,某地的经度是一个二面角的度数,某地的纬度是一个线面角的度数,设球O的地轴为NS,圆O是0°纬线,半圆NAS是0°经线,若某地P是在东经120°,北纬40°,我们可以作出过P的经线NPS交赤道于B,过P的纬线圈圆O1交NAS 于A,那么则应有:∠AO1P=120°(二面角的平面角) ,∠POB=40°(线面角)。
⑵两点间的球面距离就是连结球面上两点的大圆的劣弧的长,因此,求两点间的球面距离的关键就在于求出过这两点的球半径的夹角。
例如,可以循着如下的程序求A、P两点的球面距离。
线段AP的长∠AOP的弧度数大圆劣弧AP的长7.球的表面积及体积公式4πR3S球表=4πR2V球=3⑴球的体积公式可以这样来考虑:我们把球面分成若干个边是曲线的小“曲边三角形”;以球心为顶点,以这些小曲边三角形的顶点为底面三角形的顶点,得到若干个小三棱锥,所有这些小三棱锥的体积和可以看作是球体积的近似值.当小三棱锥的个数无限增加,且所有这些小三棱锥的底面积无限变小时,小三棱锥的体积和就变成球体积,同时小三棱锥底面面积的和就变成球面面积,小三棱锥高变成球半径.由于第n 个小三棱锥的体积=31S n h n (S n 为该小三棱锥的底面积,h n 为小三棱锥高),所以V 球=31S 球面·R =31·4πR 2·R =34πR 3.⑵球与其它几何体的切接问题,要仔细观察、分析、弄清相关元素的位置关系和数量关系,选择最佳角度作出截面,以使空间问题平面化。
注意事项1.三种空间角,即异面直线所成角、直线与平面所成角。
平面与平面所成二面角。
它们的求法一般化归为求两条相交直线的夹角,通常“线线角抓平移,线面角找射影,面面角作平面角”而达到化归目的,有时二面角大小出通过cos θ=原射S S 来求。
2.有七种距离,即点与点、点到直线、两条平行直线、两条异面直线、点到平面、平行于平面的直线与该平面、两个平行平面之间的距离,其中点与点、点与直线、点到平面的距离是基础,求其它几种距离一般化归为求这三种距离,点到平面的距离有时用“体积法”来求。
1.设MN αβ--是直二面角,A MN ∈,AB α⊂,AC β⊂,45BAN CAN ∠=∠=o ,则BAC ∠= 。
2.α、β、γ是两两垂直且交于O 点的三个平面,P 到平面α、β、γ的距离分别是2、3、6,则PO = 。
3.一个正方体的表面展开图的五个正方形如图阴影部分,第六个正方形在编号1—5的适当位置,则所有可能的位置编号为 。
4.已知m 、l 是异面直线,那么:①必存在平面α过m 且与l 平行;②必存在平面β过m 且与l 垂直;③必存在平面γ与m 、l 都垂直;④必存在平面π与m 、l 距离都相等, 其中正确的命题的序号为 。
5.已知水平平面α内的两条相交直线a, b 所成的角为θ,如果将角θ的平分线l '绕着其顶点,在竖直平面内作上下转动, 转动到离开水平位值的l '处,且与两条直线a,b 都成角α,则α与2θ的大小关系是( )A.2θα≤或2θα≥B. α>2θ或 α<2θC. α>2θD. α<2θ6.已知异面直线a,b 所成的角为700,则过空间一定点O,与两条异面直线a,b 都成600角的直线有 ( )条.A. 1B. 2C. 3D. 47.异面直线a,b 所成的角为θ,空间中有一定点O,过点O 有3条直线与a,b 所成角都是600,则θ的取值可能是 ( ).A. 300B. 500C. 600D. 9008.如图,在空间四边形ABCD 中,E 、F 分别是AB 、BC 的中点,G 、H 分别是CD 、DA 上的点,且13DH AD =,13DG DC =, 求证:EH 、FG 必相交于一点,且交点在BD 的延长线上。
9.如图,在直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,AA 1=2,2AC BC ==90ACB ∠=o ,⑴求证:平面AB 1C ⊥平面BB 1C ; ⑵求点B 到平面AB 1C 的距离。
10.如图,在三棱锥P —ABC 中,∠ACB =90º,∠B =60º,PC ⊥平面ABC ,AB =8,PC =6,M 、N 分别是PA 、PB 的中点,设△MNC 所在平面与△ABC 所在平面交于直线l ,⑴判断l 与MN 的位置关系;⑵求点M 到l 的距离。
11.如图,在四棱椎P —ABCD 中,底面ABCD 是一直角梯形,∠BAD =90º,AD ∥BC ,AB =BC =a ,AD =2a ,PD 与底面成30º角,PA ⊥底面ABCD ,⑴若AE ⊥PD 于E ,求证:BE ⊥PD ; ⑵求异面直线AE 、CD 所成角的大小。
12.如图,已知二面角PQ αβ--为60º,点A 和点B 分别在平面α和平面β上,点C 在棱PQ 上,∠ACP =∠BCP =30º,CA =CB =a ,⑴求证:AB ⊥PQ ; ⑵求点B 到平面α的距离;⑶设R 是线段CA 上的一点,直线BR 与平面α所成的角为45º,求线段CR 的长度。
13.已知PA ⊥矩形ABCD 所在平面,M 、N 分别是AB 、PC 的中点. (1)求证:MN ⊥AB ;(2)设平面PDC 与平面ABCD 所成的二面角为锐角θ,问能否确定θ使直线MN 是异面直线AB 与PC 的公垂线?若能,求出相应θ的值;若不能,说明理由.14.如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面ABC 为等腰直角三角形,∠ACB=900,AC=1,C 点到AB1的距离为CE=23,D 为AB 的中点.(1)求证:AB1⊥平面CED ;(2)求异面直线AB1与CD 之间的距离; (3)求二面角B1—AC —B 的平面角.15.在直角梯形ABCD 中,∠A=∠D=90°,AB <CD ,SD ⊥平面ABCD ,AB=AD=a ,S D=a 2,在线段SA 上取一点E (不含端点)使EC=AC ,截面CDE 与SB 交于点F 。
(1)求证:四边形EFCD 为直角梯形; (2)求二面角B-EF-C 的平面角的正切值;(3)设SB 的中点为M ,当AB CD的值是多少时,能使△DMC 为直角三角形?请给出证明.16.如图,在棱长为1的正方体ABCD —A1B1C1D1中,AC 与BD 交于点E ,C1B 与CB1交于点F. (I )求证:A1C ⊥平BDC1;(II )求二面角B —EF —C 的大小(结果用反三角函数值表示).ABC DA1E B1C1ABCDS E F M。