高考一轮复习高中数学立体几何知识点汇编
高考数学一轮复习立体几何知识点
2019年高考数学一轮复习立体几何知识点数学上,立体几何是3维欧氏空间的几何的传统名称,查字典数学网小编整理了2019年高考数学一轮复习立体几何知识点,希望对考生复习有帮助。
1.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。
能够用斜二测法作图。
2.空间两条直线的位置关系:平行、相交、异面的概念;会求异面直线所成的角和异面直线间的距离;证明两条直线是异面直线一般用反证法。
3.直线与平面①位置关系:平行、直线在平面内、直线与平面相交。
②直线与平面平行的判断方法及性质,判定定理是证明平行问题的依据。
③直线与平面垂直的证明方法有哪些?④直线与平面所成的角:关键是找它在平面内的射影,范围是⑤三垂线定理及其逆定理:每年高考试题都要考查这个定理. 三垂线定理及其逆定理主要用于证明垂直关系与空间图形的度量.如:证明异面直线垂直,确定二面角的平面角,确定点到直线的垂线.4.平面与平面(1)位置关系:平行、相交,(垂直是相交的一种特殊情况)(2)掌握平面与平面平行的证明方法和性质。
(3)掌握平面与平面垂直的证明方法和性质定理。
尤其是已知两平面垂直,一般是依据性质定理,可以证明线面垂直。
(4)两平面间的距离问题点到面的距离问题(5)二面角。
二面角的平面交的作法及求法:①定义法,一般要利用图形的对称性;一般在计算时要解斜三角形;要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,就是训练幼儿的观察能力,扩大幼儿的认知范围,让幼儿在观察事物、观察生活、观察自然的活动中,积累词汇、理解词义、发展语言。
在运用观察法组织活动时,我着眼观察于观察对象的选择,着力于观察过程的指导,着重于幼儿观察能力和语言表达能力的提高。
②垂线、斜线、射影法,一般要求平面的垂线好找,一般在计算时要解一个直角三角形。
这个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录并且阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,所以内容要尽量广泛一些,可以分为人生、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探索、环保等多方面。
高考数学(立体几何)第一轮复习
高考数学(立体几何)第一轮复习资料知识点小结:高考立体几何知识点总结一 、空间几何体 (一) 空间几何体的类型1 多面体:由若干个平面多边形围成的几何体。
围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,相邻两个面的公共边叫做多面体的棱,棱与棱的公共点叫做多面体的顶点。
2 旋转体:把一个平面图形绕它所在的平面内的一条定直线旋转形成了封闭几何体。
其中,这条直线称为旋转体的轴。
(二) 几种空间几何体的结构特征 1 、棱柱的结构特征1.1 棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫做棱柱。
1.2 棱柱的分类棱柱四棱柱平行六面体直平行六面体长方体正四棱柱正方体 性质:Ⅰ、侧面都是平行四边形,且各侧棱互相平行且相等; Ⅱ、两底面是全等多边形且互相平行; Ⅲ、平行于底面的截面和底面全等;1.3 棱柱的面积和体积公式ch S 直棱柱侧(c 是底周长,h 是高) S 直棱柱表面 = c ·h+ 2S 底 V 棱柱 = S 底 ·h棱长都相等底面是正方形底面是矩形侧棱垂直于底面底面是平行四边形底面是四边形图1-1 棱柱2 、棱锥的结构特征2.1 棱锥的定义(1) 棱锥:有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥。
(2)正棱锥:如果有一个棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的投影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。
2.2 正棱锥的结构特征Ⅰ、 平行于底面的截面是与底面相似的正多边形,相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比;它们面积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的平方比;截得的棱锥的体积与原棱锥的体积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的立方比;Ⅱ、 正棱锥的各侧棱相等,各侧面是全等的等腰三角形;正棱锥侧面积:1'2S ch =正棱椎(c 为底周长,'h 为斜高) 体积:13V Sh =棱椎(S 为底面积,h 为高)正四面体:对于棱长为a 正四面体的问题可将它补成一个边长为a 22的正方体问题。
高中数学立体几何知识点总结
高中数学立体几何知识点总结高中数学立体几何知识点总结立体几何是数学中的一个重要分支,它研究的是空间中的图形、体积以及它们之间的关系。
高中数学中的立体几何知识点较多,包括立体图形的基本概念、立体图形的体积与表面积计算、立体图形的投影等。
下面将对高中数学中的立体几何知识点进行详细总结。
1. 空间几何基本概念空间中的图形包括点、直线和平面等基本几何元素。
其中,直线是由无数个点组成的,平面是由无数个直线组成的。
2. 立体图形的基本概念立体图形是由平面围成的图形。
常见的立体图形包括立方体、正方体、长方体、棱柱、棱锥、球体、圆锥、圆柱等。
这些图形都有特定的性质和特征。
3. 立体图形的投影立体图形在投影面上的投影是指某一光线在经过立体图形后,再次射到平面上所形成的图形。
常见的立体图形投影包括正交投影和透视投影。
4. 立体图形的体积计算立体图形的体积是指该立体图形所占据的空间大小。
不同的立体图形计算方式不同,常见的计算公式包括:立方体的体积=边长的立方,正方体的体积=边长的立方,长方体的体积=长×宽×高,球体的体积=4/3×Π×半径的立方等。
5. 立体图形的表面积计算立体图形的表面积是指该立体图形各个面的总面积。
常见的计算公式包括:立方体的表面积=6×边长的平方,正方体的表面积=6×边长的平方,长方体的表面积=2×(长×宽+长×高+宽×高),圆柱的表面积=2×Π×半径×(半径+高),球体的表面积=4×Π×半径的平方等。
6. 空间的位置关系立体图形在空间中可以有不同的位置关系,包括重叠、相离、切平面、直角垂直、平行等。
通过对不同图形的位置关系的分析,可以解决立体几何的应用问题。
7. 立体图形的相交与切割两个立体图形可以相交或切割。
相交是指两个立体图形有公共部分,切割是指一个立体图形被另一个立体图形分割成两部分。
高中数学—立体几何知识点总结(精华版)
立体几何知识点一.根本概念和原理:1.公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。
公理3:过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。
推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面。
推论2:经过两条相交直线,有且只有一个平面。
推论3:经过两条平行直线,有且只有一个平面。
公理4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。
如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。
异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。
两异面直线所成的角:范围为( 0°,90° ) esp.空间向量法两异面直线间距离: 公垂线段(有且只有一条) esp.空间向量法2平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
esp.空间向量法(找平面的法向量)〔规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°]〕斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直。
a和一个平面内的任意一条直线都垂直,就说直线a和平面互相垂直.直线a叫平面的垂线,平面叫做直线a的垂面。
直,那么这条直线垂直于这个平面。
如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
行,那么这条直线和这个平面平行。
如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
面,那么这两个平面平行。
行。
8.〔1〕二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。
二面角的取值范围为[0°,180°]〔2〕二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。
高中数学立体几何知识点总结大全
高中数学几何知识点总结一、空间点、直线、平面之间的位置关系 1.平面的基本性质 1如果一条直线上的两点在同一个平面内,那么这条直线在这个平面内2过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面推论1经过一条直线和直线外的一点,有且只有一个平面推论2经过两条相交直线,有且只有一个平面⇒面,使推论3经过两条平行直线,有且只有一个平面3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2.等角定理(1)自然语言:空间中如果两个角的两边分别对应平行,那么这两个角相等或互补.(2)符号语言: 如图(1)、(2)所示,在∠AOB 与∠A ′O ′B ′中,,b P =αa ⊂,OA O A OB O B ''''∥∥则或.图(1) 图(2)3.空间两直线位置关系的分类空间中两条直线的位置关系有以下两种分类方式: (1)从有无公共点的角度分类:(2)从是否共面的角度分类:4.异面直线所成的角(1)异面直线所成角的定义如图,已知两异面直线a ,b ,经过空间任一点O ,分别作直线a ′∥a ,b ′∥b ,相交直线a ′,b ′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a 与b 所成的角(或夹角).(2)异面直线所成角的范围异面直线所成的角必须是锐角或直角,异面直线所成角的范围是. (3)两条异面直线垂直的定义如果两条异面直线所成的角是直角,那么我们就说这两条直线互相垂直.两条互相垂直的异面直线a ,b ,记作a ⊥b .5.直线与平面、平面与平面位置关系的分类 (1)直线和平面位置关系的分类AOB AOB ∠=∠'''180AOB AO B ∠+∠'''=︒⎧⎪⎨⎪⎩⎩⎧⎨两条直线有且仅有一个公共点:相交直线平行直线两条直线无公共点:异面直线直线⎧⎧⎪⎨⎨⎩⎪⎩相交直线共面直线直线平行直线不共面直线:异面直线π(0,]2①按公共点个数分类:②按是否平行分类:③按直线是否在平面内分类:(2)平面和平面位置关系的分类两个平面之间的位置关系有且只有以下两种: (1)两个平面平行——没有公共点; (2)两个平面相交——有一条公共直线.(1)唯一性定理①过直线外一点有且只有一条直线与已知直线平行. ②过直线外一点有且只有一个平面与已知直线垂直. ③过平面外一点有且只有一个平面与已知平面平行. ④过平面外一点有且只有一条直线与已知平面垂直. (2)异面直线的判定方法经过平面内一点的直线与平面内不经过该点的直线互为异面直线. 二、直线、平面平行的判定及其性质 1.直线与平面平行的判定定理⎧⎪⎨⎪⎩直线和平面相交—有且只有一个公共点直线和平面平行—没有公共点直线在平面内—有无数个公共点⎧⎪⎧⎨⎨⎪⎩⎩直线与平面平行直线与平面相交直线与平面不平行直线在平面内⎧⎪⎧⎨⎨⎪⎩⎩直线在平面内直线和平面相交直线不在平面内(直线在平面外)直线和平面平行2.直线与平面平行的性质定理3.平面与平面平行的判定定理,b β=⇒b P =4.平面与平面平行的性质定理证明线线平行三、直线、平面垂直的判定及其性质,a b a γβγ==⇒∥1.直线与平面垂直的定义如果直线l 与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线l 与平面α互相垂直.记作:l ⊥α.图形表示如下:定义中的“任意一条直线”这一词语与“所有直线”是同义语,与“无数条直线”不是同义语. 2.直线与平面垂直的判定定理⇒判断直线与平面垂直在应用该定理判断一条直线和一个平面垂直时,一定要注意是这条直线和平面内的两条相交直线垂直,3.直线与平面垂直的性质定理b P4.平面与平面垂直的定义两个平面相交,如果它们所成的二面角是直二面角,就说这两个平面互相垂直.平面α与平面β垂直,记作.图形表示如下:5.平面与平面垂直的判定定理6.平面与平面垂直的性质定理αβ⊥7.直线与平面所成的角(1)定义:一条直线和一个平面相交,但不和这个平面垂直,这条直线叫做这个平面的斜线,斜线和平面的交点叫做斜足.过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线,过垂足和斜足的直线叫做斜线在这个平面上的射影.平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角..,叫做这条直线和这个平面所成的角.(2)规定:一条直线垂直于平面,我们说它们所成的角等于;一条直线和平面平行,或在平面内,我们说它们所成的角等于.因此,直线与平面所成的角.........α.的范围是.....8.二面角(1)二面角的定义:平面内的一条直线把平面分成两部分,这两部分通常称为半平面.从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角....这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面.(2)二面角的平面角的定义:在二面角的棱上任取一点,以该点为垂足,在两个半平面内分别作垂直于棱的射线,则这两条射线构成的角叫做这个二面角的平面角.(3)二面角的范围:.1.垂直问题的转化关系=llβα⎪⎪⇒⎬⊂⎪⎪⊥⎭90π[0,]2[0,π]2.常用结论(1)若两条平行线中一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于这个平面.(2)若一条直线垂直于一个平面,则这条直线垂直于这个平面内任何一条直线.(3)过空间任一点有且只有一条直线与已知平面垂直.(4)过空间任一点有且只有一个平面与已知直线垂直.(5)两平面垂直的性质定理是把面面垂直转化为线面垂直.(6)两个相交平面同时垂直于第三个平面,它们的交线也垂直于第三个平面.(7)如果两个平面互相垂直,那么过第一个平面内的一点且垂直于第二个平面的直线在第一个平面内.四、空间向量与立体几何1.空间直角坐标系在空间直角坐标系中,让右手拇指指向x轴的正方向,食指指向y轴的正方向,如果中指指向z轴的正方向,则称这个坐标系为右手直角坐标系,如图所示.2.空间一点M 的坐标(1)空间一点M 的坐标可以用有序实数组来表示,记作,其中x 叫做点M 的横坐标,y 叫做点M 的纵坐标,z 叫做点M 的竖坐标.(2)建立了空间直角坐标系后,空间中的点M 与有序实数组可建立一一对应的关系. 3.空间两点间的距离公式、中点公式 (1)距离公式①设点,为空间两点,则两点间的距离. ②设点,则点与坐标原点O 之间的距离为.(2)中点公式设点为,的中点,则. 4.共线向量定理对空间任意两个向量a ,b (b ≠0),a ∥b 的充要条件是存在实数λ,使得a =λb . 牢记两个推论:(1)对空间任意一点O ,点P 在直线AB 上的充要条件是存在实数t ,使或(其中).(2)如果l 为经过已知点A 且平行于已知非零向量的直线,那么对空间任意一点O ,点P 在直线l 上的充要条件是存在实数t ,使,其中向量叫做直线l 的方向向量,该式称为直线方程的向量表示式. 5.共面向量定理如果两个向量a ,b 不共线,那么向量p 与向量a ,b 共面的充要条件是存在唯一的有序实数对(x ,y ),使.牢记推论:空间一点P 位于平面ABC 内的充要条件是存在有序实数对(x ,y ),使;(,,)x y z (),,M x y z (,,)x y z 111(,,)A x y z 222(,,)B x y z ,AB ||AB =(),,P x y z (),,P x yz ||OP =(),,P x y z 1111,),(P x y z 2222,),(P x y z 121212222x x x y y y z z z +⎧=⎪⎪+⎪=⎨⎪+⎪=⎪⎩(1)OP t OA tOB =-+OP xOA yOB =+1x y +=a OP OA t =+a a x y =+p a b AP xAB y AC =+或对空间任意一点O ,有.6.空间向量基本定理如果三个向量a ,b ,c 不共面,那么对空间任一向量p ,存在有序实数组{x ,y ,z },使得p =x a +y b +z c .其中,{a ,b ,c }叫做空间的一个基底,a ,b ,c 都叫做基向量.(1)空间任意三个不共面的向量都可构成基底.(2)基底选定后,空间的所有向量均可由基底唯一表示.(3)不能作为基向量.7.空间向量的运算(1)空间向量的加法、减法、数乘及数量积运算都可类比平面向量.(2)空间向量的坐标运算设,则,,,OP OA x AB y AC =++0123123(,,),(,,)a a a b b b ==a b 112233(,,)a b a b a b ±=±±±a b 123(,,)()a a a λλλλλ=∈R a 112233a b a b a b ⋅=++a b,,. 8.直线的方向向量和平面的法向量(1)直线的方向向量就是指和这条直线平行(或共线)的向量,记作,显然一条直线的方向向量可以有无数个.(2)若直线,则该直线的方向向量即为该平面的法向量,平面的法向量记作,有无数多个,任意两个都是共线向量.平面法向量的求法:设平面的法向量为.在平面内找出(或求出)两个不共线的向量,根据定义建立方程组,得到,通过赋值,取其中一组解,得到平面的法向量.9.利用空间向量表示空间线面平行、垂直设直线的方向向量分别为,平面的法向量分别为.(1)线线平行:若,则;线面平行:若,则;面面平行:若,则.(2)线线垂直:若,则;线面垂直:若,则;面面垂直:若,则.10.利用空间向量求空间角设直线的方向向量分别为,平面的法向量分别为.(1)直线所成的角为,则,计算方法:; 112233,,()b a b a b a λλλλλ⇔=⇔===∈R a b b a 1122330a b a b a b ⊥⇔⋅=++=a b a b ==a cos ,⋅==a b a b a b l l α⊥l α(,,)x y z =α123123(,,),(,,)a a a b b b ==a b 00⋅=⎧⎨⋅=⎩a b αα,l m ,l m ,αβ,αβ//l m ()λλ⇔=∈R l m l m //l α0⊥⇔⋅=l l αα//αβ()λλ⇔=∈R αβαβl m ⊥0⊥⇔⋅=l m l m l α⊥()λλ⇔=∈R l l αααβ⊥0⊥⇔⋅=αβαβ,l m ,l m ,αβ12,n n ,l m θπ02θ≤≤cos θ⋅=l m l m(2)直线与平面所成的角为,则,计算方法:; (3)平面所成的二面角为,则,如图①,AB ,CD 是二面角α-l -β的两个面内与棱l 垂直的直线,则二面角的大小θ=.如图②③,分别是二面角α-l -β的两个半平面α,β的法向量,则二面角的大小θ满足|cos θ|=,二面角的平面角大小是向量n 1与n 2的夹角(或其补角). 11.利用空间向量求距离(1)两点间的距离设点,为空间两点,则两点间的距离.(2)点到平面的距离如图所示,已知AB 为平面α的一条斜线段,n 为平面α的法向量,则B 到平面α的距离为.l αθπ02θ≤≤11sin θ⋅=l n l n ,αβθ0πθ≤≤,〈〉ABCD 12,n n 1212⋅n n n n 111(,,)A x y z 222(,,)B x y z ,A B ||||(AB AB x ==||||||AB BO ⋅=n n。
高中数学立体几何知识点总结(全)
高中数学立体几何知识点总结(全)垂直直线:两条直线的夹角为90度。
XXX.三.点与平面的位置关系点在平面上:点在平面内部;点在平面外:点在平面的一侧;点在平面上方或下方:需要指定一个方向向量,点在平面的哪一侧就取决于该方向向量与平面法向量的夹角。
四.直线与平面的位置关系直线在平面上:直线的每一点都在平面上;直线在平面内部:直线与平面没有交点;直线与平面相交:直线与平面有且只有一个交点;直线平行于平面:直线与平面没有交点,且方向向量与平面法向量垂直。
改写后:一、空间几何体的三视图空间几何体的三视图包括正视图、侧视图和俯视图。
其中,正视图是指从几何体的前面向后面正投影得到的投影图,反映了物体的高度和长度;侧视图是指从几何体的左面向右面正投影得到的投影图,反映了物体的高度和宽度;俯视图是指从几何体的上面向下面正投影得到的投影图,反映了物体的长度和宽度。
在三视图中,长对正,高平齐,宽相等是反映长、宽、高特点的简洁表述。
二、空间几何体的直观图斜二测画法是一种用于绘制空间几何体直观图的方法。
基本步骤包括建立适当的直角坐标系xOy,建立斜坐标系x'O'y',并画出对应图形。
在直观图中,已知图形平行于X轴的线段画成平行于X'轴,长度不变;已知图形平行于Y轴的线段画成平行于Y'轴,长度变为原来的一半。
直观图与原图形的面积关系是直观图面积为原图形面积的四分之一。
三、空间几何体的表面积与体积圆柱、圆锥、圆台的侧面积分别为2πrl、πrl和πr(l+R),其中r表示底面半径,l表示母线长度,R表示上底面半径。
圆柱、圆锥、圆台的体积分别为Sh、S/3h和S(h/3),其中S为底面积,h为高度。
球的表面积和体积分别为4πR²和(4/3)πR³。
四、点、直线、平面之间的位置关系平面的基本性质包括三条公理,分别是公理1、公理2和公理3.直线与直线的位置关系有相交、平行和垂直;点与平面的位置关系有在平面上、在平面内部、在平面外部、在平面上方或下方;直线与平面的位置关系有在平面上、在平面内部、相交和平行。
新高考立体几何知识点汇总
新高考立体几何知识点汇总立体几何,作为数学的一个重要分支,是高中数学中的一大重点。
随着新高考的实施,立体几何的知识点也发生了一些变化。
在这篇文章中,我们将对新高考立体几何的知识点进行汇总。
一、立体几何基本概念在开始具体讲解立体几何的知识点之前,我们先来回顾一下立体几何的基本概念。
立体几何是研究空间图形的数学学科,主要研究各种立体图形的性质和关系。
常见的立体图形有立方体、正方体、长方体、圆柱体、圆锥体和球体等。
二、立体几何的主要知识点1. 空间直线和平面的相交关系在立体几何中,一个重要的知识点就是空间直线和平面的相交关系。
我们会遇到直线与平面相交、直线与直线相交、平面与平面相交等情况。
相交关系会影响到图形的形态和性质。
2. 立体图形的三视图立体图形的三视图是指通过观察图形不同的方向,得到的平面图形。
常见的三视图有正视图、俯视图和侧视图。
通过三视图,我们可以更全面地了解一个立体图形的形态和结构。
3. 空间几何体的表面积和体积计算计算空间几何体的表面积和体积是立体几何的重要内容。
不同的立体图形有不同的计算公式。
例如,计算正方体的表面积就是6边长的平方,计算球体的体积就是4/3π半径的立方等。
4. 空间几何体的相似性相似性是立体几何的一个重要性质。
当两个几何体的形状相似的时候,它们的各种尺寸比也相等。
根据相似性原理,我们可以通过已知几何体的一些尺寸,推导出未知几何体的尺寸。
5. 空间几何体的截面与投影在现实生活中,我们常常会遇到截面和投影的情况。
截面是指一个空间几何体被一个平面截断的情况,而投影是指一个空间几何体在特定条件下的平行光线下的影子。
理解截面和投影对于空间几何体的认识和应用非常重要。
6. 空间几何体的切割与拼接空间几何体的切割与拼接是一种重要的几何操作。
通过将一个空间几何体切割成若干部分,然后进行重新组合,可以得到不同的几何体。
这种方法在解决一些复杂立体几何问题时非常有效。
三、新高考立体几何的考查形式在新高考中,立体几何的考查形式较之前发生了一些变化。
高中数学立体几何知识点总结
立体几何一、平面的基本性质公理1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这个平面内.公理2 如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线.公理3 经过不在同一直线上的三个点,有且只有一个平面.根据上面的公理,可得以下推论.推论1经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面.推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面.推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面.二、空间线面的位置关系共面平行—没有公共点(1)直线与直线相交—有且只有一个公共点异面(既不平行,又不相交)直线在平面内—有无数个公共点(2)直线和平面直线不在平面内平行—没有公共点(直线在平面外) 相交—有且只有一公共点(3)平面与平面相交—有一条公共直线(无数个公共点)平行—没有公共点三、异面直线的判定证明两条直线是异面直线通常采用反证法.有时也可用定理“平面内一点与平面外一点的连线,与平面内不经过该点的直线是异面直线”.四、线面平行与垂直的判定(1)两直线平行的判定①定义:在同一个平面内,且没有公共点的两条直线平行.②如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行,即若a∥α,aβ,α∩β=b,则a∥b.③平行于同一直线的两直线平行,即若a∥b,b∥c,则a∥c.④垂直于同一平面的两直线平行,即若a⊥α,b⊥α,则a∥b⑤两平行平面与同一个平面相交,那么两条交线平行,即若α∥β,α∩γ,β∩γ=b,则a∥b⑥如果一条直线和两个相交平面都平行,那么这条直线与这两个平面的交线平行,即若α∩β=b,a∥α,a∥β,则a∥b.(2)两直线垂直的判定1.定义:若两直线成90°角,则这两直线互相垂直.2.一条直线与两条平行直线中的一条垂直,也必与另一条垂直.即若b∥c,a⊥b,则a⊥c3.一条直线垂直于一个平面,则垂直于这个平面内的任意一条直线.即若a⊥α,b α,a⊥b.4.如果一条直线与一个平面平行,那么这条直线与这个平面的垂线垂直.即若a∥α,b⊥α,则a⊥b.5.三个两两垂直的平面的交线两两垂直,即若α⊥β,β⊥γ,γ⊥α,且α∩β=a,β∩γ=b,γ∩α=c,则a⊥b,b⊥c,c⊥a.(3)直线与平面平行的判定①定义:若一条直线和平面没有公共点,则这直线与这个平面平行.②如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,则这条直线与这个平面平行.即若a⊄α,b⊂α,a∥b,则a∥α.③两个平面平行,其中一个平面内的直线平行于另一个平面,即若α∥β,l⊂α,则l∥β.④如果一个平面和平面外的一条直线都垂直于同一平面,那么这条直线和这个平面平行.即若α⊥β,l⊥β,l⊄α,则l∥α.⑤在一个平面同侧的两个点,如果它们与这个平面的距离相等,那么过这两个点的直线与这个平面平行,即若A∉α,B∉α,A、B在α同侧,且A、B到α等距,则AB∥α.⑥两个平行平面外的一条直线与其中一个平面平行,也与另一个平面平行,即若α∥β,a⊄α,a⊄β,a∥α,则α∥β.⑦如果一条直线与一个平面垂直,则平面外与这条直线垂直的直线与该平面平行,即若a⊥α,bα,b⊥a,则b∥α.⑧如果两条平行直线中的一条平行于一个平面,那么另一条也平行于这个平面(或在这个平面内),即若a∥b,a∥α,b∥α(或b⊂α)(4)直线与平面垂直的判定①定义:若一条直线和一个平面内的任何一条直线垂直,则这条直线和这个平面垂直.②如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直于这个平面.即若m⊂α,n⊂α,m∩n=B,l⊥m,l⊥n,则l⊥α.③如果两条平行线中的一条垂直于一个平面,那么另一条也垂直于同一平面.即若l∥a,a⊥α,则l⊥α.④一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,即若α∥β,l⊥β,则l⊥α.⑤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垂直于另一个平面,即若α⊥β,a∩β=α,l⊂β,l⊥a,则l⊥α.⑥如果两个相交平面都垂直于第三个平面,则它们的交线也垂直于第三个平面,即若α⊥γ,β⊥γ,且a∩β=α,则a⊥γ.(5)两平面平行的判定①定义:如果两个平面没有公共点,那么这两个平面平行,即无公共点⇔α∥β.②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,即若a,b⊂α,a∩b=P,a∥β,b∥β,则α∥β.③垂直于同一直线的两平面平行.即若α⊥a,β⊥a,则α∥β.④平行于同一平面的两平面平行.即若α∥β,β∥γ,则α∥γ.⑤一个平面内的两条直线分别平行于另一平面内的两条相交直线,则这两个平面平行,即若a,b⊂α,c,d⊂β,a∩b=P,a∥c,b∥d,则α∥β.(6)两平面垂直的判定①定义:两个平面相交,如果所成的二面角是直二面角,那么这两个平面互相垂直,即二面角α-a-β=90°⇔α⊥β.②如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直,即若l⊥β,l⊂α,则α⊥β.③一个平面垂直于两个平行平面中的一个,也垂直于另一个.即若α∥β,α⊥γ,则β⊥γ.五、直线在平面内的判定(1)利用公理1:一直线上不重合的两点在平面内,则这条直线在平面内.(2)若两个平面互相垂直,则经过第一个平面内的一点垂直于第二个平面的直线在第一个平面内,即若α⊥β,A∈α,AB⊥β,则AB⊂α.(3)过一点和一条已知直线垂直的所有直线,都在过此点而垂直于已知直线的平面内,即若A ∈a,a⊥b,A∈α,b⊥α,则a⊂α.(4)过平面外一点和该平面平行的直线,都在过此点而与该平面平行的平面内,即若P∉α,P ∈β,β∥α,P∈a,a∥α,则a⊂β.(5)如果一条直线与一个平面平行,那么过这个平面内一点与这条直线平行的直线必在这个平面内,即若a∥α,A∈α,A∈b,b∥a,则b⊂α.六、存在性和唯一性定理(1)过直线外一点与这条直线平行的直线有且只有一条;(2)过一点与已知平面垂直的直线有且只有一条;(3)过平面外一点与这个平面平行的平面有且只有一个;(4)与两条异面直线都垂直相交的直线有且只有一条;(5)过一点与已知直线垂直的平面有且只有一个;(6)过平面的一条斜线且与该平面垂直的平面有且只有一个;(7)过两条异面直线中的一条而与另一条平行的平面有且只有一个;(8)过两条互相垂直的异面直线中的一条而与另一条垂直的平面有且只有一个.七、射影及有关性质(1)点在平面上的射影自一点向平面引垂线,垂足叫做这点在这个平面上的射影,点的射影还是点.(2)直线在平面上的射影自直线上的两个点向平面引垂线,过两垂足的直线叫做直线在这平面上的射影.和射影面垂直的直线的射影是一个点;不与射影面垂直的直线的射影是一条直线.(3)图形在平面上的射影一个平面图形上所有的点在一个平面上的射影的集合叫做这个平面图形在该平面上的射影.当图形所在平面与射影面垂直时,射影是一条线段;当图形所在平面不与射影面垂直时,射影仍是一个图形.(4)射影的有关性质从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中:(i)射影相等的两条斜线段相等,射影较长的斜线段也较长;(ii)相等的斜线段的射影相等,较长的斜线段的射影也较长;(iii)垂线段比任何一条斜线段都短.八、空间中的各种角1、等角定理及其推论定理:若一个角的两边和另一个角的两边分别平行,并且方向相同,则这两个角相等.推论:若两条相交直线和另两条相交直线分别平行,则这两组直线所成的锐角(或直角)相等.2、异面直线所成的角(1)定义:a、b是两条异面直线,经过空间任意一点O,分别引直线a′∥a,b′∥b,则a′和b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角.(2)取值范围:0°<θ≤90°.(3)求解方法①根据定义,通过平移,找到异面直线所成的角θ;②解含有θ的三角形,求出角θ的大小.3、直线和平面所成的角(1)定义和平面所成的角有三种:(i)垂线面所成的角的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.(ii)垂线与平面所成的角直线垂直于平面,则它们所成的角是直角.(iii)一条直线和平面平行,或在平面内,则它们所成的角是0°的角.(2)取值范围0°≤θ≤90°(3)求解方法①作出斜线在平面上的射影,找到斜线与平面所成的角θ.②解含θ的三角形,求出其大小.4、二面角及二面角的平面角(1)半平面直线把平面分成两个部分,每一部分都叫做半平面.(2)二面角条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角.这条直线叫做二面角的棱,这两个平面叫做二面角的面,即二面角由半平面一棱一半平面组成.5、若两个平面相交,则以两个平面的交线为棱形成四个二面角.二面角的大小用它的平面角来度量,通常认为二面角的平面角θ的取值范围是0°<θ≤180°(3)二面角的平面角①以二面角棱上任意一点为端点,分别在两个面内作垂直于棱的射线,这两条射线所组成的角叫做二面角的平面角.②二面角的平面角具有下列性质:(i)二面角的棱垂直于它的平面角所在的平面,即AB ⊥平面P CD.(ii)从二面角的平面角的一边上任意一点(异于角的顶点)作另一面的垂线,垂足必在平面角的另一边(或其反向延长线)上.(iii )二面角的平面角所在的平面与二面角的两个面都垂直,即平面P CD ⊥α,平面PCD ⊥β.③找(或作)二面角的平面角的主要方法.(i)定义法(ii)垂面法(4)求二面角大小的常见方法①先找(或作)出二面角的平面角θ,再通过解三角形求得θ的值.②利用面积射影定理S ′=S ·cos α其中S 为二面角一个面内平面图形的面积,S ′是这个平面图形在另一个面上的射影图形的面积,α为二面角的大小.③利用异面直线上两点间的距离公式求二面角的大小.空间的各种距离点到平面的距离(1)定义 面外一点引一个平面的垂线,这个点和垂足间的距离叫做这个点到这个平面的距离.(2)求点面距离常用的方法:1)直接利用定义求①找到(或作出)表示距离的线段;②抓住线段(所求距离)所在三角形解之.2)利用两平面互相垂直的性质.即如果已知点在已知平面的垂面上,则已知点到两平面交线的距离就是所求的点面距离.3)体积法其步骤是:①在平面内选取适当三点,和已知点构成三棱锥;②求出此三棱锥的体积V 和所取三点构成三角形的面积S ;③由V=31S ·h ,求出h即为所求.这种方法的优点是不必作出垂线即可求点面距离.难点在于如何构造合适的三棱锥以便于计算.4)转化法将点到平面的距离转化为(平行)直线与平面的距离来求.直线和平面的距离(1)定义一条直线和一个平面平行,这条直线上任意一点到平面的距离,叫做这条直线和平面的距离.(2)求线面距离常用的方法①直接利用定义求证(或连或作)某线段为距离,然后通过解三角形计算之.②将线面距离转化为点面距离,然后运用解三角形或体积法求解之.③作辅助垂直平面,把求线面距离转化为求点线距离.空间几何体的三视图和直观图1 三视图:正视图:从前往后 侧视图:从左往右 俯视图:从上往下 2 画三视图的原则: 长对齐、高对齐、宽相等3直观图:斜二测画法(角度等于45或者135)4斜二测画法的步骤:(1).平行于坐标轴的线依然平行于坐标轴;(2).平行于y 轴的线长度变半,平行于x 轴的线长度不变;(3).画法要写好。
高三数学第一轮复习立体几何的综合问题知识精讲
高三数学第一轮复习:立体几何的综合问题【本讲主要内容】立体几何的综合问题立体几何知识的综合应用及立体几何与其它知识点的综合问题【知识掌握】【知识点精析】1. 立体几何的综合问题融直线和平面的位置关系于平面与几何体中,有计算也有论证。
解决这类问题需要系统地掌握线线、线面、面面的位置关系,特别是平行与垂直的判定与性质.深刻理解异面直线所成的角、斜线与平面所成的角、二面角的平面角的概念,理解点到面的距离、异面直线的距离的概念.2. 立体几何横向可与向量、代数、三角、解析几何等综合.3. 应用性问题、探索性问题需综合运用所学知识去分析解决.【解题方法指导】例1. 如图所示,在正方体ABCD—A1B1C1D1的侧面AB1内有一动点P到直线A1B1与直线BC的距离相等,则动点P所在曲线的形状为()解析:P到直线BC的距离等于P到B的距离,动点P的轨迹满足抛物线定义.故选C.例2. 如图,四棱锥P-ABCD的底面是边长为a的正方形,PB⊥平面ABCD,(Ⅰ)若面PAD与面ABCD所成的二面角为60°,求这个四棱锥的体积;(Ⅱ)证明不论四棱锥的高怎样变化,面PAD与面PCD所成的二面角恒大于90°.(Ⅰ)解:∵PB⊥面ABCD,∴BA是PA在面ABCD上的射影,又DA⊥AB ∴PA⊥DA∴∠PAB是面PAD与面ABCD所成的二面角的平面角∴∠PAB=60°,PB=AB·tan60°=3a ,∴ V 锥=3233·3·31a a a =(Ⅱ)证明:不论棱锥的高怎样变化,棱锥侧面PAD 与PCD 恒为等腰三角形,作AE ⊥PD ,垂足为E ,连结CE ,则△ADE ≌△CDE ,因为AE =CE ,∠CED =90o,故∠CEA 是面PAD 与面PCD 所成的二面角的平面角. 设AC 与BD 交于点O ,连结EO ,则EO ⊥AC ,所以a AD AE OA a =<<=22,22a AE <, 在△AEC 中,02222cos 222222222<-=-=∙-+=∠AE a AE AE a AE EC AE AC EC AE CEA 所以面PAD 与面PCD 所成的二面角恒大于90o。
高中数学立体几何知识点归纳
高中数学立体几何知识点归纳
点:没有长度、宽度和高度的几何基本元素。
线:由一组点组成,具有长度但没有宽度和高度。
面:由一组线组成,具有长度和宽度但没有高度。
三棱柱:底面为三角形,侧面为三个矩形。
四棱柱:底面为四边形,侧面为四个矩形。
圆柱:底面为圆形,侧面为矩形。
锥:底面为任意多边形,侧面为三角形。
圆锥:底面为圆形,侧面为三角形。
球:所有点到球心的距离相等。
圆球:球的表面。
体积:立体几何体所占的空间大小。
表面积:立体几何体表面的总面积。
基本公式:
三棱柱体积公式:V = 底面积 * 高
四棱柱体积公式:V = 底面积 * 高
圆柱体积公式:V = 底面积 * 高
锥体积公式:V = 1/3 * 底面积 * 高
圆锥体积公式:V = 1/3 * 底面积 * 高
球体积公式:V = 4/3 * π * 半径³
圆球表面积公式:A = 4 * π * 半径²
正投影:由平行光线投射而成,可得到等比例的图形。
斜投影:由斜光线投射而成,图形会产生放大或缩小的效果。
直线与平面的关系:
相交:直线与平面交于一点。
平行:直线不与平面相交。
共面:直线在平面上。
线面垂直:直线与平面相交,且相交点在平面上。
同位角:以同一边为边的两个角。
对顶角:两个相对角。
互补角:两个角的和为90度。
相邻补角:两个角的和为180度。
高中数学——立体几何全知识点与结论梳理
向量差
a-b=(a1-b1,a2-b2,a3-b3)
数量积
a·b=a1b1+a2b2+a3b3
共线 a∥b⇒a1=λb1,a2=λb2,a3=λb3(λ∈R,b≠0)
垂直 夹角公
式
a⊥b⇔a1b1+a2b2+a3b3=0 cos〈a,b〉= a1b1+a2b2+a3b3
a21+a22+a23 b21+b22+b23
2.空间几何体的表面积与体积公式
名称 几何体
表面积
柱体(棱柱和 S 表面积=S 侧+2S
圆柱)
底
锥体(棱锥和 S 表面积=S 侧+S 底
圆锥)
体积 V=Sh V=31Sh
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立体几何全知识点与结论梳理
第一节 空间几何体的结构特征、三视图和直观图
[基础知识]
1.简单几何体 1多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面 侧棱 侧面形状
互相平行且相等
多边形
互相平行且相似
相交于一点,但不
互相平行且相等
延长线交于一点
一定相等
平行四边形
三角形
梯形
①特殊的四棱柱
底面为 平行 侧棱垂直 直平行 底面为 四棱柱 平―行―四――边→形 六面体 ―于―底――面→ 六面体 ―矩―形→
圆锥
侧面展开
图
侧面积公 式
S 圆柱侧=2πrl
S 圆锥侧=πrl
圆台 S 圆台侧=π(r+r′)l
①几何体的侧面积是指(各个)侧面面积之和,而表面积是侧面积与所有底面面积之和. ②圆台、圆柱、圆锥的转化 当圆台的上底面半径与下底面半径相等时,得到圆柱;当圆台的上底面半径为零时,得到圆锥, 由此可得:
高考数学一轮复习立体几何多选题知识点总结及解析
高考数学一轮复习立体几何多选题知识点总结及解析一、立体几何多选题1.已知图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,分别沿着AB 、BC 、CD 、DA 把ABF 、BCG 、CDH △、DAE △向上折起,使得每个三角形所在的平面都与平面ABCD 垂直,再顺次连接EFGH ,得到一个如图2所示的多面体,则( )A .AEF 是正三角形B .平面AEF ⊥平面CGHC .直线CG 与平面AEF 2D .当2AB =时,多面体ABCD EFGH -的体积为83【答案】AC 【分析】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM ,证明出OH ⊥平面ABCD ,然后以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,求出EF ,可判断A 选项的正误,利用空间向量法可判断BC 选项的正误,利用几何体的体积公式可判断D 选项的正误. 【详解】取CD 、AB 的中点O 、M ,连接OH 、OM , 在图1中,A 、B 、C 、D 是正方形EFGH 各边的中点,则1122CH GH EH DH ===,O 为CD 的中点,OH CD ∴⊥,平面CDH ⊥平面ABCD ,平面CDH 平面ABCD CD =,OH ⊂平面CDH ,OH ∴⊥平面ABCD ,在图1中,设正方形EFGH 的边长为()220a a >,可得四边形ABCD 的边长为2a , 在图1中,ADE 和ABF 均为等腰直角三角形,可得45BAF DAE ∠=∠=, 90BAD ∴∠=,∴四边形ABCD 是边长为2a 的正方形,O 、M 分别为CD 、AB 的中点,则//OC BM 且OC BM =,且90OCB ∠=,所以,四边形OCBM 为矩形,所以,OM CD ⊥,以点O 为坐标原点,OM 、OC 、OH 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立空间直角坐标系,则()2,,0A a a -、()2,,0B a a 、()0,,0C a 、()0,,0D a -、(),,E a a a -、()2,0,F a a 、(),,G a a a 、()0,0,H a .对于A 选项,由空间中两点间的距离公式可得2AE AF EF a ===,所以,AEF 是正三角形,A 选项正确;对于B 选项,设平面AEF 的法向量为()111,,m x y z =,(),0,AE a a =-,()0,,AF a a =,由11110m AE ax az m AF ay az ⎧⋅=-+=⎪⎨⋅=+=⎪⎩,取11z =,则11x =,11y =-,则()1,1,1m =-,设平面CGH 的法向量为()222,,n x y z =,(),0,CG a a =,()0,,CH a a =-, 由222200n CG ax az n CH ay az ⎧⋅=+=⎪⎨⋅=-+=⎪⎩,取21z =-,可得21x =,21y =-,则()1,1,1n =--,()22111110m n ⋅=+--⨯=≠,所以,平面AEF 与平面CGH 不垂直,B 选项错误;对于C 选项,6cos ,23CG m CG m a CG m⋅<>===⨯⋅, 设直线CG 与平面AEF 所成角为θ,则sin 6θ=,23cos 1sin θθ=-=,所以,sin tan 2cos θθθ==,C 选项正确; 对于D 选项,以ABCD 为底面,以OH 为高将几何体ABCD EFGH -补成长方体1111ABCD A B C D -,则E 、F 、G 、H 分别为11A D 、11A B 、11B C 、11C D 的中点,因为2AB =,即1a =,则1OH =,长方体1111ABCD A B C D -的体积为2214V =⨯=,11211111113326A A EF A EF V S AA -=⋅=⨯⨯⨯=△,因此,多面体ABCD EFGH -的体积为111044463ABCD EFGH A A EF V V V --=-=-⨯=, D 选项错误. 故选:AC. 【点睛】方法点睛:计算线面角,一般有如下几种方法:(1)利用面面垂直的性质定理,得到线面垂直,进而确定线面角的垂足,明确斜线在平面内的射影,即可确定线面角;(2)在构成线面角的直角三角形中,可利用等体积法求解垂线段的长度h ,从而不必作出线面角,则线面角θ满足sin hlθ=(l 为斜线段长),进而可求得线面角; (3)建立空间直角坐标系,利用向量法求解,设a 为直线l 的方向向量,n 为平面的法向量,则线面角θ的正弦值为sin cos ,a n θ=<>.2.已知三棱锥A BCD -的三条侧棱AB ,AC ,AD 两两垂直,其长度分别为a ,b ,c .点A 在底面BCD 内的射影为O ,点A ,B ,C ,D 所对面的面积分别为A S ,B S ,C S ,D S .在下列所给的命题中,正确的有( ) A .2A BCO D S SS ⋅=; B .3333A B C D S S S S <++;C .若三条侧棱与底面所成的角分别为1α,1β,1γ,则222111sin sin sin 1αβγ++=;D .若点M 是面BCD 内一个动点,且AM 与三条侧棱所成的角分别为2α,2β,2γ,则22cos α+2222cos cos 1βγ+=.【答案】ACD 【分析】由Rt O OA '与Rt O AD '相似,得边长关系,进而判断A 正确;当M 与O 重合时,注意线面角与线线角的关系,即可得C 正确;构造长方体,建立直角坐标系,代入夹角公式计算可得D 正确;代入特殊值,可得B 错误. 【详解】由三棱锥A BCD -的三条侧棱AB ,AC ,AD 两两垂直,则将三棱锥A BCD -补成长方体ABFC DGHE -,连接DO 并延长交BC 于O ', 则AO BC ⊥.对A :由Rt O OA '与Rt O AD '相似,则2O A O O O D '''=⨯又12A S BC O D '=⋅,12BCOS BC O O '=⋅, 22221124DS BC O A BC O A ⎛⎫''=⋅=⋅ ⎪⎝⎭所以2A BCOD S SS ⋅=,故A 正确.对B :当1a b c ===时,33318B C D S S S ===,则33338B C D S S S ++=,而332333322288A S ⎛⎫=⨯⨯=> ⎪ ⎪⎝⎭,此时3333A B C D S S S S >++,故B 不正确. 对D :分别以AB ,AC ,AD 为x ,y ,z 轴,建立空间直角坐标系. 设(),,M x y z ,则(),,AM x y z =,222AM x y z =++,(),0,0AB a =,()0,,0AC b =,()0,0,AD c =所以222222222cos cos cos AM AB AM AC AM AD AM ABAM ACAM ADαβγ⎛⎫⎛⎫⎛⎫⋅⋅⋅++=++ ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎪⎪⋅⋅⋅⎝⎭⎝⎭⎝⎭2222221x y z AMAMAM=++=,所以D 正确.对C :当M 与O 重合时,AO ⊥面BCD ,由D 有222222cos cos cos 1αβγ++=,由各侧棱与底面所成角与侧棱与所AO 成角互为余角,可得C 正确. 故选:ACD.【点睛】关键点睛:本题考查空间线面角、线线角、面积关系的问题,计算角的问题关键是建立空间直角坐标系,写出点的坐标,利用数量积的公式代入计算,解决这道题目还要结合线面角与线线角的关系判断.3.如图所示,正三角形ABC中,D,E分别为边AB,AC的中点,其中AB=8,把△ADE 沿着DE翻折至A'DE位置,使得二面角A'-DE-B为60°,则下列选项中正确的是()A.点A'到平面BCED的距离为3B.直线A'D与直线CE所成的角的余弦值为5 8C.A'D⊥BDD.四棱锥A'-BCED237【答案】ABD【分析】作AM⊥DE,交DE于M,延长AM交BC于N,连接A'M,A'N.利用线面垂直的判定定理判定CD⊥平面A'MN,利用面面垂直的判定定理与性质定理得到'A到平面面BCED的高A'H,并根据二面角的平面角,在直角三角形中计算求得A'H的值,从而判定A;根据异面直线所成角的定义找到∠A'DN就是直线A'D与CE所成的角,利用余弦定理计算即可判定B;利用勾股定理检验可以否定C;先证明底面的外接圆的圆心为N,在利用外接球的球心的性质进行得到四棱锥A'-BCED的外接球的球心为O,则ON⊥平面BCED,且OA'=OC,经过计算求解可得半径从而判定D.【详解】如图所示,作AM⊥DE,交DE于M,延长AM交BC于N,连接A'M,A'N.则A'M⊥DE,MN⊥DE, ,∵'A M∩MN=M,∴CD⊥平面A'MN,又∵CD⊂平面ABDC,∴平面A'MN⊥平面ABDC,在平面A'MN中作A'H⊥MN,则A'H⊥平面BCED,∵二面角A'-DE-B为60°,∴∠A'EF=60°,∵正三角形ABC中,AB=8,∴AN=43∴A'M3,∴A'H=A'M sin60°=3,故A正确;连接DN,易得DN‖EC,DN=EC=4,∠A'DN就是直线A'D与CE所成的角,DN=DA'=4,A'N=A'M3,cos∠A'DN=22441252448+-=⨯⨯,故B正确;A'D =DB =4,A'B=22121627A N BN +=+=',∴222A D DB A B '≠'+,∴A'D 与BD 不垂直,故C 错误’ 易得NB =NC =ND =NG =4,∴N 为底面梯形BCED 的外接圆的圆心, 设四棱锥A'-BCED 的外接球的球心为O ,则ON ⊥平面BCED ,且OA'=OC , 若O 在平面BCED 上方,入图①所示:设ON =x ,外接球的半径为R ,过O 作A'H 的垂线,垂足为P ,则HP =x ,易得()()22222433x x R +=-+=,解得23x =-,舍去;故O 在平面BCED 下方,如图②所示:设ON =x ,外接球的半径为R ,过O 作A'H 的垂线,垂足为P , 则HP =x ,易得()()22222433x x R +=++=, 解得23x =, ∴244371699R ⨯=+=,237R ∴=,故D 正确. 故选:ABD .【点睛】本题考查立体几何中的折叠问题,涉及二面角问题,异面直线所成的角,用到线面、面面垂直的判定与性质及外接球的球心的性质和有关计算,余弦定理等,属综合性较强的题目,关键是利用线面垂直,面面垂直的判定和性质进行空间关系和结构的判定,注意球心在四棱锥的底面上方和下方的讨论与验证.4.在棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -中,P 为底面ABCD 内(含边界)一点.( ) A .若13A P P 点有且只有一个 B .若12A P ,则点P 的轨迹是一段圆弧 C .若1//A P 平面11B D C ,则1A P 2D .若12A P 且1//A P 平面11B DC ,则平面11A PC 截正方体外接球所得截面的面积为23π【答案】ABD 【分析】选项A ,B 可利用球的截面小圆的半径来判断;由平面1//A BD 平面11B D C ,知满足1//A P 平面11B D C 的点P 在BD 上,1A P 2P 与B 或D 重合,利用12sin 60A P r =︒,求出6r =,进而求出面积. 【详解】对A 选项,如下图:由13A P =P 在以1A 3的球上,又因为P 在底面ABCD 内(含边界),底面截球可得一个小圆,由1A A ⊥底面ABCD ,知点P 的轨迹是在底面上以A 为圆心的小圆圆弧,半径为22112r A P A A =-=C满足,故A 正确;对B 选项,同理可得点P 在以A 为圆心,半径为22111r A P A A =-=的小圆圆弧上,在底面ABCD 内(含边界)中,可得点P 轨迹为四分之一圆弧BD .故B 正确;对C 选项,移动点P 可得两相交的动直线与平面11B D C 平行,则点P 必在过1A 且与平面11B D C 平行的平面内,由平面1//A BD 平面11B D C ,知满足1//A P 平面11B D C 的点P 在BD上,则1A P 长的最大值为12A B =,则C 不正确; 对选项D ,由以上推理可知,点P 既在以A 为圆心,半径为1的小圆圆弧上,又在线段BD 上,即与B 或D 重合,不妨取点B ,则平面11A PC 截正方体外接球所得截面为11A BC 的外接圆,利用2126622,,sin 60333A B r r S r ππ==∴=∴==︒.故D 正确.故选:ABD 【点睛】(1)平面截球所得截面为圆面,且满足222=R r d +(其中R 为球半径,r 为小圆半径,d 为球心到小圆距离);(2)过定点A 的动直线平行一平面α,则这些动直线都在过A 且与α平行的平面内.5.已知四面体ABCD 的所有棱长均为2,则下列结论正确的是( ) A .异面直线AC 与BD 所成角为60︒B .点A 到平面BCD 的距离为3C .四面体ABCDD .动点P 在平面BCD 上,且AP 与AC 所成角为60︒,则点P 的轨迹是椭圆 【答案】BC 【分析】在正四面体中通过线面垂直可证得AC ⊥BD ,通过计算可验证BC,通过轨迹法可求得P 的轨迹为双曲线方程即可得D 错误. 【详解】取BD 中点E ,连接,AE CE ,可得BD ⊥面ACE ,则AC ⊥BD ,故A 错误;在四面体ABCD 中,过点A 作AF ⊥面BCD 于点F ,则F 为为底面正三角形BCD 的重心,因为所有棱长均为2,AF ==即点A 到平面BCD ,故B 正确;设O 为正四面体的中心则OF 为内切球的半径,OA 我外接球的半径, 因为11433A BCD BCD BCD V S AF S OF -=⋅=⨯⋅△△,所以4AF OF =,即OF AO =所以四面体ABCD 的外接球体积334433V R OA ππ===,故C 正确;建系如图:0,0,,0,,033A C ⎛⎛⎫⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,设(,,0)P x y ,则,,AP x y AC →→⎛⎛== ⎝⎭⎝⎭,因为cos 60AP AC AP AC →→→→⋅=24192y +=,即833y +,平方化简可得:2240039y x y ---,可知点P 的轨迹为双曲线,故D 错误. 故选:BC .【点睛】方法点睛:立体几何中动点轨迹的求解问题,解决此类问题可采用空间向量法,利用空间向量法表示出已知的角度或距离的等量关系,从而得到轨迹方程.6.如图,已知四棱锥P ABCD -所有棱长均为4,点M 是侧棱PC 上的一个动点(不与点,P C 重合),若过点M 且垂直于PC 的截面将该四棱锥分成两部分,则下列结论正确的是( )A .截面的形状可能为三角形、四边形、五边形B .截面和底面ABCD 所成的锐二面角为4π C .当1PM =时,截面的面积为52D .当2PM =时,记被截面分成的两个几何体的体积分别为()1212,>V V V V ,则123=V V 【答案】BCD 【分析】点M 是侧棱PC 上的一个动点,根据其不同位置,对选项逐一进行判断即可. 【详解】A 选项中,如图,连接BD ,当M 是PC 中点时,2MC =,由题意知三角形PDC 与三角形PBC 都是边长为4的正三角形,所以DM PC ⊥,BM BC ⊥,又DM ,BM 在面MBD 内,且相交,所以PC ⊥平面PBD ,三角形MBD 即为过点M 且垂直于PC 的截面,此时是三角形,点M 向下移动时,2MC <,如图,仍是三角形;若点M 由中点位置向上移动,2MC >,在平面PDC 内作EM PC ⊥,交PD 于E ,在平面PBC 内作FM PC ⊥交PB 于F ,平面MEF 交平面PAD 于EG ,交PAB 于FH ,即交平面ABCD 于GH ,则五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,此时是五边形; 故截面的形状可能为三角形、五边形,A 错误;B 选项中,因为截面总与PC 垂直,所以不同位置的截面均平行,截面与平面ABCD 所成的锐角为定值,不妨取M 是中点,连接AC ,BD ,MB ,MD ,设AC ,BD 交点是N ,连接PN ,由题意知,四边形ABCD 是边长为4的菱形,BD AC ⊥,因为MB =MD ,所以MN BD ⊥,故MNC ∠是截面与平面ABCD 所成的锐角,过点M 作MQ AC ⊥,垂足Q.在三角形PAC中,MN =2,NQ=2,故在直角三角形MNQ 中,2cos 2NQ MNC MN ∠==,故4MNC π∠=,故B 正确;C 选项中,当PM =1时,M 是PC 中点,如图,五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,依题意,直角三角形PME 中,2cos PMPE EPM==∠,故E 为PD 的中点,同理,F是PB 的中点,则EF 是三角形PBD 的中位线,1222EF BD ==,G ,H 分别在,AD AB 的中点上,证明如下,当G ,H ,也是中点时,1//,2GH BD GH BD =,有//,22GH EF GH EF ==,四边形EFHG 是平行四边形.依题意,三角形PAC 中4,42PA PC AC ===,故PA PC ⊥,故PC GE ⊥,易见,正四棱锥中BD ⊥平面PAC ,故BD PC ⊥,GH PC ∴⊥,因为 ,GE GH 均在平面EFHG 内,且相交,所以PC ⊥平面EFHG ,故此时平面EFHG 和平面MEF 即同一平面.又BD ⊥平面PAC ,有GH ⊥面平面PAC ,GH GM ⊥,根据对称性有GH GE ⊥,四边形EFHG 是矩形. 即五边形MEGHF 即为过点M 且垂直于PC 的截面,平面图如下:依题意,22GH EF ==2EG FG ==,三角形高为()()22321h =-=,面积是122122⨯=,四边形面积是22242=,故截面面积是52 故C 正确;D 选项中,若PM =2,看B 选项中的图可知,21124M BCD P BCD P ABCD V V V V ---===,故剩余部分134P ABCD V V -=,所以123=V V ,故D 正确.故选:BCD. 【点睛】本题考查了棱锥的截面问题,考查了二面角、体积等计算问题,属于难题.7.已知棱长为1的正方体1111ABCD A B C D -,过对角线1BD 作平面α交棱1AA 于点E ,交棱1CC 于点F ,以下结论正确的是( ) A .四边形1BFD E 不一定是平行四边形 B .平面α分正方体所得两部分的体积相等 C .平面α与平面1DBB 不可能垂直 D .四边形1BFD E 面积的最大值为2 【答案】BD 【分析】由平行平面的性质可判断A 错误;利用正方体的对称性可判断B 正确;当E 、F 为棱中点时,通过线面垂直可得面面垂直,可判断C 错误;当E 与A 重合,F 与1C 重合时,四边形1BFD E 的面积最大,且最大值为2,可判断D 正确. 【详解】 如图所示,对于选项A,因为平面1111//ABB A CC D D ,平面1BFD E 平面11ABB A BE =,平面1BFD E平面111CC D D D F =,所以1//BE D F ,同理可证1//D E BF ,所以四边形1BFD E 是平行四边形,故A 错误; 对于选项B,由正方体的对称性可知,平面α分正方体所得两部分的体积相等,故B 正确; 对于选项C,在正方体1111ABCD A B C D -中,有1,AC BD AC BB ⊥⊥, 又1BD BB B ⋂=,所以AC ⊥平面1BB D , 当E 、F 分别为棱11,AA CC 的中点时, 有//AC EF ,则EF ⊥平面1BB D , 又因为EF ⊂平面1BFD E ,所以平面1BFD E ⊥平面1BB D ,故C 错误;对于选项D,四边形1BFD E 在平面ABCD 内的投影是正方形ABCD , 当E 与A 重合,F 与1C 重合时,四边形1BFD E 的面积有最大值,此时1212S D E BE =⋅=⋅=,故D 正确; 故选:BD. 【点睛】本题考查了正方体的几何性质与应用问题,也考查了点线面的位置关系应用问题,属于中档题.8.如图,矩形ABCD 中,M 为BC 的中点,将ABM 沿直线AM 翻折成1AB M ,连结1B D ,N 为1B D 的中点,则在翻折过程中,下列说法中所有正确的是( )A .存在某个位置,使得CN AB ⊥ B .翻折过程中,CN 的长是定值C .若AB BM =,则1AM BD ⊥D .若1AB BM ==,当三棱锥1B AMD -的体积最大时,三棱锥1B AMD -的外接球的表面积是4π 【答案】BD 【分析】对于选项A ,取AD 中点E ,取1AB 中点K ,连结KN ,BK ,通过假设CN AB ⊥,推出AB ⊥平面BCNK ,得到AB BK ⊥,则22AK AB BK AB =+>,即可判断;对于选项B ,在判断A 的图基础上,连结EC 交MD 于点F ,连结NF ,易得1NEC MAB ∠=∠,由余弦定理,求得CN 为定值即可;对于选项C ,取AM 中点O ,1B O ,DO ,由线面平行的性质定理导出矛盾,即可判断; 对于选项D ,易知当平面1AB M 与平面AMD 垂直时,三棱锥1B AMD -的体积最大,说明此时AD 中点E 为外接球球心即可. 【详解】如图1,取AD 中点E ,取1AB 中点K ,连结EC 交MD 于点F ,连结NF ,KN ,BK ,则易知1//NE AB ,1//NF B M ,//EF AM ,//KN AD ,112NE AB =,EC AM = 由翻折可知,1MAB MAB ∠=∠,1AB AB =,对于选项A ,易得//KN BC ,则K 、N 、C 、B 四点共面,由题可知AB BC ⊥,若CN AB ⊥,可得AB ⊥平面BCNK ,故AB BK ⊥,则22AK AB BK AB =+>,不可能,故A 错误;对于选项B ,易得1NEC MAB ∠=∠,在NEC 中,由余弦定理得222cos CN CE NE NE CE NEC =+-⋅⋅∠,整理得222212422AB AB AB CN AM AM BC AB AM =+-⋅⋅=+, 故CN 为定值,故B 正确;如图2,取AD 中点E ,取AM 中点O ,连结1B E ,OE ,1B O ,DO ,,对于选项C ,由AB BM =得1B O AM ⊥,若1AM B D ⊥,易得AM ⊥平面1B OD ,故有AM OD ⊥,从而AD MD =,显然不可能,故C 错误;对于选项D ,由题易知当平面1AB M 与平面AMD 垂直时,三棱锥B 1﹣AMD 的体积最大,此时1B O ⊥平面AMD ,则1B O OE ⊥,由1AB BM ==,易求得122BO =,2DM =22221122122B E OB OE ⎛⎫⎛⎫=+=+= ⎪ ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭,因此1EB EA ED EM ===,E 为三棱锥1B AMD -的外接球球心,此外接球半径为1,表面积为4π,故D 正确. 故选:BD. 【点睛】本题主要考查了立体几何中的翻折问题以及空间图形的位置关系,考查了空间想象能力,属于较难题.9.已知正四棱柱1111ABCD A B C D -的底面边长为2,侧棱11AA =,P 为上底面1111D C B A 上的动点,给出下列四个结论中正确结论为( )A .若3PD =,则满足条件的P 点有且只有一个B .若3PD =,则点P 的轨迹是一段圆弧C .若PD ∥平面1ACB ,则DP 长的最小值为2D .若PD ∥平面1ACB ,且3PD =,则平面BDP 截正四棱柱1111ABCD A B C D -的外接球所得平面图形的面积为94π 【答案】ABD 【分析】若3PD =,由于P 与1B 重合时3PD =,此时P 点唯一;()313PD =∈,,则12PD =,即点P 的轨迹是一段圆弧;当P 为11A C 中点时,DP 有最小值为3=,可判断C ;平面BDP 截正四棱柱1111ABCD A B C D -的外接球所得平面图形为外接球的大圆,其半径为32=,可得D . 【详解】 如图:∵正四棱柱1111ABCD A B C D -的底面边长为2, ∴1122B D =11AA =, ∴()2212213DB =+=,则P 与1B 重合时3PD =,此时P 点唯一,故A 正确;∵()313PD =∈,,11DD =,则12PD =,即点P 的轨迹是一段圆弧,故B 正确; 连接1DA ,1DC ,可得平面11//A DC 平面1ACB ,则当P 为11A C 中点时,DP 有最小值为()22213+=,故C 错误;由C 知,平面BDP 即为平面11BDD B ,平面BDP 截正四棱柱1111ABCD A B C D -的外接球所得平面图形为外接球的大圆,其半径为2221322122++=,面积为94π,故D 正确. 故选:ABD . 【点睛】本题考查了立体几何综合,考查了学生空间想象,逻辑推理,转化划归,数学运算的能力,属于较难题.10.如图,1111ABCD A B C D -为正方体,下列结论中正确的是( )A .11A C ⊥平面11BB D D B .1BD ⊥平面1ACBC .1BD 与底面11BCC B 2 D .过点1A 与异面直线AD 与1CB 成60角的直线有2条 【答案】ABD 【分析】由直线与平面垂直的判定判断A 与B ;求解1BD 与底面11BCC B 所成角的正切值判断C ;利用空间向量法可判断D . 【详解】对于A 选项,如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,1BB ⊥平面1111D C B A ,11A C ⊂平面1111D C B A ,则111BB A C ⊥, 由于四边形1111D C B A 为正方形,则1111AC B D ⊥, 1111BB B D B =,因此,11A C ⊥平面11BB D D ,故A 正确;对于B 选项,在正方体1111ABCD A B C D -中,1DD ⊥平面ABCD ,AC ⊂平面ABCD ,1AC DD ∴⊥,因为四边形ABCD 为正方形,所以,AC BD ⊥,1D DD BD =,AC ∴⊥平面11BB D D , 1BD ⊂平面11BB D D ,1AC BD ∴⊥,同理可得11BD B C ⊥,1ACB C C =,1BD ∴⊥平面1ACB ,故B 正确;对于C 选项,由11C D ⊥平面11BCC B ,得11C BD ∠为1BD 与平面11BCC B 所成角, 且111112tan 2C D C BD BC ∠==,故C 错误; 对于D 选项,以点D 为坐标原点,DA 、DC 、1DD 所在直线分别为x 、y 、z 轴建立如下图所示的空间直角坐标系,设正方体的棱长为1,则()1,0,0A 、()0,0,0D 、()0,1,0C 、()11,1,1B ,()1,0,0DA =,()11,0,1CB =,设过点1A 且与直线DA 、1CB 所成角的直线的方向向量为()1,,m y z =, 则221cos ,21DA m DA m DA my z ⋅<>===⋅++, 1122111cos ,221CB m zCB m CB my z ⋅+<>===⋅⋅++, 整理可得2222341y z y z z ⎧+=⎨=++⎩,消去y 并整理得2210z z +-=,解得12z =-12z =-由已知可得3z ≤,所以,12z =-+22y =± 因此,过点1A 与异面直线AD 与1CB 成60角的直线有2条,D 选项正确. 故选:ABD. 【点睛】方法点睛:证明线面垂直的方法: 一是线面垂直的判定定理;二是利用面面垂直的性质定理;三是平行线法(若两条平行线中一条垂直于这个平面,则另一条也垂直于这个平面),解题时,注意线线、线面与面面关系的相互转化;另外,在证明线线垂直时,要注意题中隐含的垂直关系,如等腰三角形的底边上的高、中线和顶角的角平分线三线合一、矩形的内角、直径所对的圆周角、菱形的对角线互相垂直、直角三角形(或给出线段长度,经计算满足勾股定理)、直角梯形等等.。
高考立体几何必背知识点
高考立体几何必背知识点立体几何是数学中的一个重要分支,它研究的是空间中的各种几何图形。
在高考中,立体几何是数学必考的一部分,它通常占据一定的分值比例。
为了在考试中取得好成绩,了解和掌握一些高考立体几何的必背知识点是非常重要的。
1. 空间几何体的基本概念在解题之前,我们首先需要了解一些空间几何体的基本概念。
例如,常见的立体几何体有正方体、长方体、棱柱、棱锥、圆柱、圆锥等。
我们需要清楚它们的定义和性质,比如正方体的六个面都是正方形,棱柱的底面是一个多边形,顶面与底面平行等等。
只有了解了几何体的基本概念,才能更好地应用到解题中。
2. 空间几何体的体积和表面积计算公式了解几何体的体积和表面积计算公式也是高考立体几何的必背知识点之一。
常见的几何体有特定的计算公式,例如正方体的体积公式是V=a³,表面积公式是S=6a²;而圆柱的体积公式是V=πr²h,表面积公式是S=2πrh+2πr²。
掌握这些公式,能够帮助我们在解题过程中直接运用,节省时间。
3. 空间几何体的投影投影是立体几何的一个重要概念。
在考试中,经常会出现空间几何体的投影问题。
例如,给定一个立方体在不同的投影中的面积或者比例,我们需要根据已知条件计算其它未知的面积或者比例。
对于投影问题,我们需要熟悉各种几何体的投影图形,例如平行投影和斜投影。
只有了解了几何体的投影,才能准确地解答考题。
4. 容斥原理在立体几何中的应用容斥原理是高中数学比较重要的一个概念,在高考立体几何中也有一定的应用。
容斥原理是指两个或者多个集合的并集可以通过减去这些集合的交集来计算。
在立体几何中,容斥原理可以用来计算同时属于两个或者多个几何体的点的个数。
掌握了容斥原理的应用方法,可以帮助我们更好地解决与立体几何相关的问题。
5. 立体几何与解析几何的联系立体几何和解析几何是数学中两个重要的分支,它们之间存在着密切的联系。
在高考中,有时会给出一些解析几何中的坐标,要求我们计算与之有关的立体几何的问题。
高中数学《立体几何》知识点总结
1.柱锥台的表面积体积圆柱(底面半径为r ,母线长为l ) 圆锥(底面半径为r ,母线长为l ) 圆台(上、下底面半径分别为12,r r ,母线长为l )侧面展开图底面积 S 底=2r π S 底=2r π S 上底=21r π S 下底=22r π 侧面积S 侧=rl π2S 侧=rl πS 侧=l r r )(21+π表面积S 表=)(22S r l r S +=+π底侧 S 表=)(S r l r S +=+π底侧222121)(S S r r l r r S S πππ+++=++=下底上底侧表高l h =22r l h -=)上下222-(r r l h -=体积=圆柱V Sh =l r 2π=圆锥V Sh 31=l r 231π =圆台V )下上下上S S S S ++(31)上下222-(r r l -⋅=柱V Sh =锥V Sh 31=台V h S S S S )下上下上++(31轴截面rl S 2=h r S ⋅⋅=221h r r S ⋅+⋅=)(21下上2.外接球问题(1)长方体、正方体、墙角模型:2222c b a R ++=特别地,正方体:a a R 3322==(2)正四面体模型:63h a =,36=44R h a =外,16=412R h a =内 (3)侧棱相等(正棱锥、圆锥)模型公式:hl h h r R 22222=+= (4)侧棱垂直于底面(直棱柱、直棱锥、圆柱)模型:22()2h R r =+(5)对棱相等模型公式:)(812222z y x R++= (6)共斜边的两个直角三角形模型公式:2斜边=R (7)面面垂直模型222212)2(lr r R -+=特别地,多面体内切球半径公式:表面积内S VR 3=(等体积法)3.内切球问题 (1)正方体:2a r=; (2) 三棱锥、圆锥的内切球公式:表S V r 3=(3) 圆柱的内切球公式:2l r r ==圆柱球 4空间距 (1)点线距:22.()AP AB d AP AB=-(2) 点P 到平面ABC 的距离:斜向量在法向量方向上的投影:||PA n d n ⋅=5.空间角 (1)异面直线AB 与CD 所成的角θ:|||||,cos |cos CD AB CD AB =><=θ(2)直线PA 与平面ABC 所成的角θ:|||||,cos |sin n PA n PA n PA =><=θ(3)二面角l αβ--的平面角θ:||||,cos cos 212121n n n n n n >=<±=θ6.垂直平行的判定与性质b β⎬⎪=⎭符号////b P ααα⎫⎪⎬⎪=⎭a ab γγ⎪=⎬⎪=⎭符号ab l b p ⊥⎫⎪⊥⊥⎬⎪=⎭//a b αα⊥⎫⎬⊥⎭符号l a lβα⎪=⎪⎬⊂⎪⎪⊥⎭。
高考数学一轮复习立体几何知识点
高考数学一轮复习立体几何知识点数学上,立体几何是3维欧氏空间的几何的传统名称,查字典数学网小编整理了2021年高考数学一轮复习立体几何知识点,期望对考生复习有关心。
1.平面的差不多性质:把握三个公理及推论,会说明共点、共线、共面问题。
能够用斜二测法作图。
2.空间两条直线的位置关系:平行、相交、异面的概念;会求异面直线所成的角和异面直线间的距离;证明两条直线是异面直线一样用反证法。
3.直线与平面①位置关系:平行、直线在平面内、直线与平面相交。
②直线与平面平行的判定方法及性质,判定定理是证明平行问题的依据。
③直线与平面垂直的证明方法有哪些?④直线与平面所成的角:关键是找它在平面内的射影,范畴是⑤三垂线定理及其逆定理:每年高考试题都要考查那个定理. 三垂线定理及其逆定理要紧用于证明垂直关系与空间图形的度量.如:证明异面直线垂直,确定二面角的平面角,确定点到直线的垂线.4.平面与平面(1)位置关系:平行、相交,(垂直是相交的一种专门情形)(2)把握平面与平面平行的证明方法和性质。
(3)把握平面与平面垂直的证明方法和性质定理。
专门是已知两平面垂直,一样是依据性质定理,能够证明线面垂直。
(4)两平面间的距离问题点到面的距离问题(5)二面角。
二面角的平面交的作法及求法:①定义法,一样要利用图形的对称性;一样在运算时要解斜三角形;要练说,得练看。
看与说是统一的,看不准就难以说得好。
练看,确实是训练幼儿的观看能力,扩大幼儿的认知范畴,让幼儿在观看事物、观看生活、观看自然的活动中,积存词汇、明白得词义、进展语言。
在运用观看法组织活动时,我着眼观看于观看对象的选择,着力于观看过程的指导,着重于幼儿观看能力和语言表达能力的提高。
②垂线、斜线、射影法,一样要求平面的垂线好找,一样在运算时要解一个直角三角形。
那个工作可让学生分组负责收集整理,登在小黑板上,每周一换。
要求学生抽空抄录同时阅读成诵。
其目的在于扩大学生的知识面,引导学生关注社会,热爱生活,因此内容要尽量广泛一些,能够分为人一辈子、价值、理想、学习、成长、责任、友谊、爱心、探究、环保等多方面。
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高中课程复习专题——数学立体几何一空间几何体㈠空间几何体的类型1 多面体:由若干个平面多边形围成的几何体。
围成多面体的各个多边形叫做多面体的面,相邻两个面的公共边叫做多面体的棱,棱与棱的公共点叫做多面体的顶点。
2 旋转体:把一个平面图形绕它所在的平面内的一条定直线旋转形成了封闭几何体。
其中,这条直线称为旋转体的轴。
㈡几种空间几何体的结构特征1 棱柱的结构特征1.1 棱柱的定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体叫做棱柱。
1.2 棱柱的分类1.3 棱柱的性质⑴侧棱都相等,侧面是平行四边形;⑵两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形;⑶过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形;⑷直棱柱的侧棱长与高相等,侧面的对角面是矩形。
1.4 长方体的性质⑴长方体的一条对角线的长的平方等于一个顶点上三条棱的平方和:AC 12 = AB 2 + AC 2 + AA 12⑵长方体的一条对角线AC 1与过定点A 的三条棱所成的角分别是α、β、γ,那么:cos 2α + cos 2β + cos 2γ = 1 sin 2α + sin 2β + sin 2γ = 2⑶长方体的一条对角线AC 1与过定点A 的相邻三个面所组成的角分别为α、β、γ,则:cos 2α + cos 2β + cos 2γ = 2 sin 2α + sin 2β + sin 2γ = 11.5 棱柱的侧面展开图:正n 棱柱的侧面展开图是由n 个全等矩形组成的以底面周长和侧棱为邻边的矩形。
图1-1 棱柱图1-2 长方体图1-1 棱柱1.6 棱柱的面积和体积公式S 直棱柱侧面= c ·h (c 为底面周长,h 为棱柱的高)S 直棱柱全= c ·h+ 2S 底V棱柱= S 底·h2 圆柱的结构特征2-1 圆柱的定义:以矩形的一边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱。
2-2 圆柱的性质⑴上、下底及平行于底面的截面都是等圆;⑵过轴的截面(轴截面)是全等的矩形。
2-3 圆柱的侧面展开图:圆柱的侧面展开图是以底面周长和母线长为邻边的矩形。
2-4 圆柱的面积和体积公式S 圆柱侧面= 2π·r ·h (r 为底面半径,h 为圆柱的高)S 圆柱全= 2π r h + 2π r 2V圆柱= S 底h = πr 2h3 棱锥的结构特征3-1 棱锥的定义⑴棱锥:有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体叫做棱锥。
⑵正棱锥:如果有一个棱锥的底面是正多边形,并且顶点在底面的投影是底面的中心,这样的棱锥叫做正棱锥。
3-2 正棱锥的结构特征⑴平行于底面的截面是与底面相似的正多边形,相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比;⑵正棱锥的各侧棱相等,各侧面是全等的等腰三角形;⑶正棱锥中的六个元素,即侧棱(SB)、高(SO)、斜高(SH)、侧棱在底面上的射影(OB)、斜高在底面上的射影(OH)、底面边长的一半(BH),构成四个直角三角形(三角形SOB 、SOH 、SBH 、OBH 均为直角三角形)。
3-3 正棱锥的侧面展开图:正n 棱锥的侧面展开图是由n 个全等的等腰三角形组成。
3-4 正棱锥的面积和体积公式S 正棱锥侧= 0.5 c h ’(c 为底面周长,h ’为侧面斜高)S 正棱锥全= 0.5 c h ’ + S 底面V棱锥= 1/3 S底面·h (h 为棱锥的高)4 圆锥的结构特征图1-3 圆柱图1-4 棱锥4-1 圆锥的定义:以直角三角形的一直角边所在的直线为旋转轴,其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥。
4-2 圆锥的结构特征⑴平行于底面的截面都是圆,截面直径与底面直径之比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比;⑵轴截面是等腰三角形;⑶母线的平方等于底面半径与高的平方和:l 2 = r 2 + h 24-3 圆锥的侧面展开图:圆锥的侧面展开图是以顶点为圆心,以母线长为半径的扇形。
4-4 圆锥的面积和体积的公式S 圆锥侧= π r ·l (r 为底面半径,l 为母线长)S 圆锥全= πr ·(r + l) V圆锥= 1/3 πr 2·h (h 为圆锥高)5 棱台的结构特征5.1 棱台的定义:用一个平行于底面的平面去截棱锥,我们把截面和底面之间的部分称为棱台。
5.2 正棱台的结构特征⑴各侧棱相等,各侧面都是全等的等腰梯形;⑵正棱台的两个底面和平行于底面的截面都是正多边形;⑶正棱台的对角面也是等腰梯形;⑷棱台经常被补成棱锥,然后利用形似三角形进行研究。
5-3 正棱台的面积和体积公式S 棱台侧= n/2 (a + b)·h ’(a 为上底边长,b 为下底边长,h ’为棱台的斜高,n 为边数)S 棱台全= S 上底+ S下底+ S侧V棱台=6 圆台的结构特征6-1 圆台的定义:用一个平行于底面的平面去截圆锥,我们把截面和底面之间的部分称为圆台。
6-2 圆台的结构特征⑴圆台的上下底面和平行于底面的截面都是圆;⑵圆台的截面是等腰梯形;⑶圆台经常补成圆锥,然后利用相似三角形进行研究。
6-3 圆台的面积和体积公式S 圆台侧= π·(R + r)·l (r 、R 为上下底面半径)图1-5 圆锥图1-6 棱台图1-7 圆台S圆台全= π·r2 + π·R2 + π·(R + r)·lV圆台= 1/3 (π r2 + π R2 + π r R) h (h为圆台的高)7 球的结构特征7-1 球的定义:以半圆的直径所在的直线为旋转轴,半圆旋转一周形成的旋转体叫做球体。
空间中,与定点距离等于定长的点的集合叫做球面,球面所围成的几何体称为球体。
7-2 球的结构特征⑴球心与截面圆心的连线垂直于截面;⑵截面半径等于球半径与截面和球心的距离的平方图1-8 球差:r2 = R2– d2★7-3 球与其他多面体的组合体的问题球体与其他多面体组合,包括内接和外切两种类型,解决此类问题的基本思路是:⑴根据题意,确定是内接还是外切,画出立体图形;⑵找出多面体与球体连接的地方,找出对球的合适的切割面,然后做出剖面图;⑶将立体问题转化为平面几何中圆与多边形的问题;⑷注意圆与正方体的两个关系:球内接正方体,球直径等于正方体对角线;球外切正方体,球直径等于正方体的边长。
7-4 球的面积和体积公式S球面= 4 π R2(R为球半径)V球= 4/3 π R3㈢空间几何体的视图1 三视图:观察者从三个不同的位置观察同一个空间几何体而画出的图形。
正视图:光线从几何体的前面向后面正投影,得到的投影图。
侧视图:光线从几何体的左边向右边正投影,得到的投影图。
俯视图:光线从几何体的上面向右边正投影,得到的投影图。
注意:⑴俯视图画在正视图的下方,“长度”与正视图相等;侧视图画在正视图的右方,“高度”与正视图相等,“宽度”与俯视图相等。
(正侧一样高,正俯一样长,俯侧一样宽)⑵正视图、侧视图、俯视图都是平面图形,而不是直观图。
2 直观图2-1 直观图的定义:是观察者站在某一点观察一个空间几何体而画出的图形,直观图通常是在平行投影下画出的空间图形。
2-2 斜二测法做空间几何体的直观图⑴在已知图形中取互相垂直的轴Ox、Oy,即取∠xOy = 90°;⑵画直观图时,把它画成对应的轴O’x’、O’y,取∠x’O’y’ = 45°或135°,它们确定的平面表示水平平面;⑶在坐标系x’o’y’中画直观图时,已知图形中平行于数轴的线段保持平行性不变;平行于x轴的线段保持长度不变;平行于y轴的线段长度减半。
结论:采用斜二测法作出的直观图的面积是原平面图形的2-3 解决关于直观图问题的注意事项⑴由几何体的三视图画直观图时,一般先考虑“俯视图”;⑵由几何体的直观图画三视图时,能看见的轮廓线和棱画成实线,不能看见的轮廓线和棱画成虚线。
二点、直线、平面之间的关系㈠平面的基本性质1 立体几何中图形语言、文字语言和符号语言的转化图形语言文字语言符号语言点A在直线a上点B在直线a外A∈a B a点A在平面α内点B在平面α外A∈αBα直线a在平面α内直线b在平面α外aαbα直线a与平面α相交于点 A a∩α=A 直线a与直线b相交于点 A a∩b=A 平面α与平面β交于直线 a α∩β=a★2 平面的基本性质公理一:如果一条直线上有两点在一个平面内,那么直线在平面内。
公理二:不共线的三点确定一个平面。
推论一:直线与直线外一点确定一个平面。
推论二:两条相交直线确定一个平面。
推论三:两条平行直线确定一个平面。
公理三:如果两个平面有一个公共点,那么它们还有公共点,这些公共点的集合是一条直线(两个平面的交线)。
㈡空间图形的位置关系1 空间直线的位置关系(相交、平行、异面)1.1 平行线的传递公理:平行于同一直线的两条直线相互平行。
即:a ∥b ,b ∥ca ∥c1.2 等角定理:如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等或互补。
1.3 异面直线⑴定义:不在任何一个平面内的两条直线称为异面直线。
⑵判定定理:连平面内的一点与平面外一点的直线与这个平面内不过此点的直线为异面直线。
即:1.4 异面直线所成的角⑴异面直线成角的范围:(0°,90°].⑵作异面直线成角的方法:平移法。
注意:找异面直线所成角时,经常把一条异面直线平移到另一条异面直线的特殊点(如中点、端点等),形成异面直线所成的角。
2 直线与平面的位置关系(直线在平面内、相交、平行)3 平面与平面的位置关系(平行、斜交、垂直)㈢平行关系(包括线面平行和面面平行)图2-1 异面直线图2-2 直线与平面的位置关系1 线面平行1.1 线面平行的定义:平面外的直线与平面无公共点,则称为直线和平面平行。
1.2 判定定理:1.3 性质定理:1.4 判断或证明线面平行的方法⑴利用定义(反证法):l ∩α = ф,l∥α (用于判断);⑵利用判定定理:线线平行线面平行(用于证明);⑶利用平面的平行:面面平行线面平行(用于证明);⑷利用垂直于同一条直线的直线和平面平行(用于判断)。
2 线面斜交和线面角:l ∩α = A2.1 直线与平面所成的角(简称线面角):若直线与平面斜交,则平面的斜线与该斜线在平面内射影的夹角θ。
2.2 线面角的范围:θ∈[0°,90°]注意:当直线在平面内或者直线平行于平面时,θ=0°;当直线垂直于平面时,θ=90°3 面面平行3.1 面面平行的定义:空间两个平面没有公共点,则称为两平面平行。