《几何图形初步》全章复习与巩固(提高)知识讲解
华东师大初中七年级上册数学图形的初步认识全章复习与巩固提高知识讲解精选
图形的初步认识《》全章复习与巩固(提高)知识讲解【学习目标】 1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观; 2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;3.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单4 的图形.【知识网络】【要点梳理】要点一、立体图形与平面图形1.几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果..立体图形与平面图形的相互转化2.(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图.②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践.(2)三视图:正视图--------------从正面看?几何体的三视图左视图--------------从侧边看??俯视图--------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②三视图的画法原则:高平齐宽相等长对正.③能根据三视图描述基本几何体或实物原型. )几何体的构成元素及关系:3(点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交. 、面构成的几何体是由点、线.成线;面动成体,体是由面组成要点二、直线、射线、线段直线,射线与线段的区别与联系1.2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线..②连接两点间的线段的长度,叫做两点的距离3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段.(2)用尺规作图法:用圆规在射线AC上截取AB=a,如下图:.线段的比较与运算4)线段的比较:(1.比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法 2)线段的和与差:( AD=AB-BD。
知识讲解_《立体几何初步》全章复习与巩固-提高
《立体几何初步》全章复习与巩固【学习目标】1.了解柱,锥,台,球及简单组合体的结构特征。
2.能画出简单空间图形的三视图,由三视图能够还原成空间立体图形,并会用斜二测法画出它们的直观图。
3.通过观察用平行投影与中心投影这两种方法画出的视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式。
4.理解柱,锥,台,球的表面积及体积公式。
5.理解平面的基本性质及确定平面的条件。
6.掌握空间直线与直线,直线与平面,平面与平面平行的判定及性质。
7.掌握空间直线与平面,平面与平面垂直的判定及性质。
【知识络】【要点梳理】要点一:空间几何体的结构与特征本章出现的几何体有:①棱柱与圆柱统称为柱体;②棱锥与圆锥统称为锥体;③棱台与圆台统称为台体;④球体.柱体常以直三棱柱、正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱、圆柱等为载体,锥体一般以正三棱锥、正四棱锥、正六棱锥、圆锥等为载体,计算高、斜高、边心距、底面半径、侧面积和体积等.在研究正棱锥和圆锥、正棱台和圆台时要充分利用其中的直角三角形:高线,边心距,斜高组成的直角三角形;高线,侧棱(母线),外接圆半径(底面半径)组成的直角三角形.空间几何体的三视图:主视图:它能反映物体的高度和长度;左视图:它能反映物体的高度和宽度;俯视图:它能反映物体的长度和宽度.先会读懂三视图,并还原为直观图,再研究其性质和进行计算.侧面展开图问题是经常出现的一个问题.平面图形的翻折与空间图形的展开问题,要对照翻折(或展开)前后两个图形,分清哪些元素的位置(或数量)关系改变了,哪些没有改变,哪些元素是同一个元素.与几何体的侧面积和体积有关的计算问题,基本概念和公式要熟练,计算要准确,重视方程的思想和割补法、等积转换法的运用,等积转换可使体积计算变得简单化.要点二:平面基本性质刻画平面的公理(或基本性质)是立体几何公理体系的基石,是研究空间图形问题、进行逻辑推理的基础.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点都在这个平面内.作用:是判定直线是否在平面内的依据.公理2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.作用:提供确定平面最基本的依据.公理3:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过这个点的公共直线.作用:是判定两个平面交线位置的依据.公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.作用:是判定空间直线之间平行的依据.要点三:空间的平行与垂直关系理解和熟练应用空间中线面平行、垂直的有关性质与判定定理,是解决有关计算和证明的金钥匙.归纳出以下判定定理:(1)空间中的平行关系如果不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.如果一个平面内有两条相交直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行.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,那么这条直线就和两平面的交线平行.如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.如果两条直线垂直于同一个平面,那么这两条直线平行.(2)空间中的垂直关系如果一条直线与平面内的两条相交直线垂直,则这条直线与这个平面垂直.如果一个平面过另一个平面的一条垂线,则两个平面互相垂直.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.解决空间问题的重要思想方法:等价转化——化空间问题为平面问题.空间平行、垂直关系证明的基本思想方法——转化与联系,如图所示.【典型例题】类型一:空间几何体的三视图例1.某高速公路收费站入口处的安全标识墩如图4所示,墩的上半部分是正四棱锥P-EFGH,下半部分是长方体ABCD-EFGH.图5、图6分别是该标识墩的正(主)视图和俯视图.(1)请画出该安全标识墩的侧(左)视图(2)求该安全标识墩的体积(3)证明:直线BD 平面PEG【思路点拨】(1)由于墩的上半部分是正四棱锥P-EFGH ,下半部分是长方体ABCD-EFGH ,故其正视图与侧视图全等.(2)由三视图我们易得,底面为边长为40cm 的正方形,长方体的高为20cm ,棱锥高为60cm ,代入棱柱和棱锥体积公式,易得结果. 【解析】(1)侧视图同正视图,如下图所示.(2)该安全标识墩的体积为:P EFGH ABCD EFGH V V V --=+ 221406040203200032000640003=⨯⨯+⨯=+= ()2cm (3)如图,连结EG ,HF 及 BD ,EG 与HF 相交于O,连结PO. 由正四棱锥的性质可知,PO ⊥平面EFGH , PO HF ∴⊥ 又EG HF ⊥ HF ∴⊥平面PEG又BD HF P BD ∴⊥平面PEG ;【总结升华】根据三视图判断空间几何体的形状,进而求几何体的表(侧/底)面积或体积,是高考必考内容,处理的关键是准确判断空间几何体的形状,一般规律是这样的:如果三视图均为三角形,则该几何体必为三棱锥;如果三视图中有两个三角形和一个多边形,则该几何体为N 棱锥(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个为矩形和一个多边形,则该几何体为N 棱柱(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个为梯形和一个多边形,则该几何体为N 棱柱(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个三角形和一个圆,则几何体为圆锥.如果三视图中有两个矩形和一个圆,则几何体为圆柱.如果三视图中有两个梯形和一个圆,则几何体为圆台. 举一反三:【变式1】一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为______________.【答案】38【解析】由三视图可知该几何体为一个长方体在中间挖去了一个等高的圆柱,其中长方体的长、宽、高分别为4、3、1,圆柱的底面直径为2,所以该几何体的表面积为长方体的表面积加圆柱的侧面积再减去圆柱的底面积,即为2(344131)211238ππ⨯+⨯+⨯+⨯⨯-=【总结升华】本题主要考查几何体的三视图、柱体的表面积公式,考查空间想象能力、运算求解能力,属于容易题.本题解决的关键是根据三视图还原出几何体,确定几何体的形状,然后再根据几何体的形状计算出表面积.例2.如下的三个图中,上面的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它的正视图和侧视图在下面画出(单位:cm )。
几何图形初步全章复习与巩固知识讲解.doc
《几何图形初步》全章复习与巩固(基础)知识讲解【学习目标】1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观;2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;3.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;4.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单的图形.【知识网络】【要点梳理】要点一、多姿多彩的图形1.几何图形的分类立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等.几何图形平面图形:三角形、四边形、圆等 ..要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的11 种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践. (2)从不同方向看:几何体的三视图主(正)视图---------从正面看左视图 -----从左(右)边看俯视图 ---------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②能根据三视图描述基本几何体或实物原型.(3)几何体的构成元素及关系几何体是由点、线、面构成的 . 点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1.直线,射线与线段的区别与联系2.基本性质(1)直线的性质 : 两点确定一条直线. (2) 线段的性质 : 两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线.②连接两点间的线段的长度,叫做两点间的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度 , 再画一条等于这个长度的线段 .(2)用尺规作图法:用圆规在射线 AC上截取 AB=a,如下图:4.线段的比较与运算(1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法. (2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC,或 AC=a+b; AD=AB-BD。
七年级上册数学《几何图形初步》知识点整理
几何图形初步一、本节学习指导二、本节知识点比较简单,都是基础,当看书应该就能理解。
二、知识要点1、几何图形从实物中抽象出来的各种图形,包括立体图形和平面图形。
立体图形:有些几何图形的各个部分不都在同一平面内,它们是立体图形。
比如:正方体、长方体、圆柱等平面图形:有些几何图形的各个部分都在同一平面内,它们是平面图形。
比如:三角形、长方形、圆等2、点、线、面、体(1)几何图形的组成点:线和线相交的地方是点,它是几何图形中最基本的图形。
线:面和面相交的地方是线,分为直线和曲线。
面:包围着体的是面,分为平面和曲面。
体:几何体也简称体。
(2)点动成线,线动成面,面动成体。
3、生活中的立体图形4、棱柱及其有关概念:棱:在棱柱中,任何相邻两个面的交线,都叫做棱。
侧棱:相邻两个侧面的交线叫做侧棱。
n棱柱有两个底面,n个侧面,共(n+2)个面;3n条棱,n条侧棱;2n个顶点。
棱柱的所有侧棱长都相等,棱柱的上下两个底面是相同的多边形,直棱柱的侧面是长方形。
棱柱的侧面有可能是长方形,也有可能是平行四边形。
5、正方体的平面展开图:11种6、截一个正方体:用一个平面去截一个正方体,截出的面可能是三角形,四边形,五边形,六边形。
7、三视图,如:、物体的三视图指主视图、俯视图、左视图。
主视图:从正面看到的图,叫做主视图。
左视图:从左面看到的图,叫做左视图。
俯视图:从上面看到的图,叫做俯视图。
三、经验之谈本节知识比较重要的是我们要对常见的立体图形有个概念性的认识,很多图形在小学就学习过,我们要巩固其相关求法。
其次画立体图形的三视图的时候要小心,多在脑子里形成空间想象。
七年级上册数学《几何图形初步》知识点整理
七年级,上册,数学,《,几何图形初步,》,几何图形初步一、本节学习指导本节知识点比较简单,都是基础,当看书应该就能理解。
二、知识要点 1、几何图形从实物中抽象出来的各种图形,包括立体图形和平面图形。
立体图形:有些几何图形的各个部分不都在同一平面内,它们是立体图形。
比如:正方体、长方体、圆柱等平面图形:有些几何图形的各个部分都在同一平面内,它们是平面图形。
比如:三角形、长方形、圆等 2、点、线、面、体(1)几何图形的组成点:线和线相交的地方是点,它是几何图形中最基本的图形。
线:面和面相交的地方是线,分为直线和曲线。
面:包围着体的是面,分为平面和曲面。
体:几何体也简称体。
(2)点动成线,线动成面,面动成体。
3、生活中的立体图形 4、棱柱及其有关概念:棱:在棱柱中,任何相邻两个面的交线,都叫做棱。
侧棱:相邻两个侧面的交线叫做侧棱。
n棱柱有两个底面,n个侧面,共(n+2)个面;3n条棱,n条侧棱;2n个顶点。
棱柱的所有侧棱长都相等,棱柱的上下两个底面是相同的多边形,直棱柱的侧面是长方形。
棱柱的侧面有可能是长方形,也有可能是平行四边形。
5、正方体的平面展开图:11种 6、截一个正方体:用一个平面去截一个正方体,截出的面可能是三角形,四边形,五边形,六边形。
7、三视图,如: 1、 2、物体的三视图指主视图、俯视图、左视图。
主视图:从正面看到的图,叫做主视图。
左视图:从左面看到的图,叫做左视图。
俯视图:从上面看到的图,叫做俯视图。
三、经验之谈本节知识比较重要的是我们要对常见的立体图形有个概念性的认识,很多图形在小学就学习过,我们要巩固其相关求法。
其次画立体图形的三视图的时候要小心,多在脑子里形成空间想象。
word完整版几何图形初步全章复习与巩固提高知识讲解
《几何图形初步》全章复习与巩固(提高)知识讲解【学习目标】 1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观; 2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;3.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单4 的图形.【知识网络】【要点梳理】要点一、多姿多彩的图形1.几何图形的分类立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等. ?几何图形??平面图形:三角形、四边形、圆等.要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果.2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践.(2)从不同方向看:主(正)视图----------从正面看?几何体的三视图左视图----------------从左边看??俯视图----------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②能根据三视图描述基本几何体或实物原型. )几何体的构成元素及关系(3点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交、面构成的.几何体是由点、线.成线;面动成体,体是由面组成要点二、直线、射线、线段直线,射线与线段的区别与联系1.2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线。
《几何图形初步》全章复习与巩固(提高)知识讲解
《几何图形初步》全章复习与巩固(提高)知识讲解【知识网络】【要点梳理】要点一、多姿多彩的图形1.几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果.2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践.立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等.⎧⎨⎩平面图形:三角形、四边形、圆等.几何图形⎧⎨⎩(2)从不同方向看:主(正)视图----------从正面看几何体的三视图左视图----------------从左边看俯视图----------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②能根据三视图描述基本几何体或实物原型.(3)几何体的构成元素及关系几何体是由点、线、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1.直线,射线与线段的区别与联系2.基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线.(2)线段的性质:两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象.如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线。
②连接两点间的线段的长度,叫做两点间的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段.(2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算(1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC,或AC=a+b;AD=AB-BD。
七年级数学上册 第四章 《几何图形初步》知识讲解
《几何图形初步》全章知识讲解【学习目标】1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观; 2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法; 3.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;4.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单的图形. 【知识网络】【要点梳理】要点一、多姿多彩的图形 1. 几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果. 2.立体图形与平面图形的相互转化 (1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等. ⎧⎨⎩平面图形:三角形、四边形、圆等.几何图形⎧⎨⎩得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来. 要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践. (2)从不同方向看:主(正)视图---------从正面看 几何体的三视图 (左、右)视图-----从左(右)边看 俯视图---------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图. ②能根据三视图描述基本几何体或实物原型. (3)几何体的构成元素及关系几何体是由点、线 、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1. 直线,射线与线段的区别与联系2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短. 要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线. ②连接两点间的线段的长度,叫做两点的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段. (2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算 (1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC ,或AC=a+b ;AD=AB-BD 。
《几何图形初步》全章复习与巩固(基础)知识讲解及练习巩固
⎧⎨⎩①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践.(2)从不同方向看:主(正)视图---------从正面看 几何体的三视图 左视图-----从左(右)边看俯视图---------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②能根据三视图描述基本几何体或实物原型.(3)几何体的构成元素及关系几何体是由点、线 、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1. 直线,射线与线段的区别与联系2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线.②连接两点间的线段的长度,叫做两点间的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段.(2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算(1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC ,或AC=a+b ;AD=AB-BD 。
(3)线段的中点:把一条线段分成两条相等线段的点,叫做线段的中点.如下图,有:12AMMB AB ==要点诠释:①线段中点的等价表述:如上图,点M 在线段上,且有12AM AB =,则点M 为线段AB 的中点. ②除线段的中点(即二等分点)外,类似的还有线段的三等分点、四等分点等.如下图,点M,N,P 均为线段AB 的四等分点.P NAB PB NP MN AM 41==== 要点三、角1.角的度量 (1)角的定义:有公共端点的两条射线组成的图形叫做角,这个公共端点是角的顶点,这两条射线是角的两条边;此外,角也可以看作由一条射线绕着它的端点旋转而形成的图形.(2)角的表示方法:角通常有三种表示方法:一是用三个大写英文字母表示,二是用角的顶点的一个大写英文字母表示,三是用一个小写希腊字母或一个数字表示.例如下图:C b a M B A要点诠释:①角的两种定义是从不同角度对角进行的定义;②当一个角的顶点有多个角的时候,不能用顶点的一个大写字母来表示.(3)角度制及角度的换算1周角=360°,1平角=180°,1°=60′,1′=60″,以度、分、秒为单位的角的度量制,叫做角度制.要点诠释:①度、分、秒的换算是60进制,与时间中的小时分钟秒的换算相同.②度分秒之间的转化方法:由度化为度分秒的形式(即从高级单位向低级单位转化)时用乘法逐级进行;由度分秒的形式化成度(即低级单位向高级单位转化)时用除法逐级进行. ③同种形式相加减:度加(减)度,分加(减)分,秒加(减)秒;超60进一,减一 成60.(4)角的分类(5)画一个角等于已知角(1)借助三角尺能画出15°的倍数的角,在0~180°之间共能画出11个角.(2)借助量角器能画出给定度数的角.(3)用尺规作图法.2.角的比较与运算(1)角的比较方法: ①度量法;②叠合法.(2)角的平分线:从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线,叫做这个角的平分线,例如:如下图,因为OC 是∠AOB 的平分线,所以∠1=∠2=12∠AOB ,或∠AOB=2∠1=2∠2. 类似地,还有角的三等分线等.3.角的互余互补关系余角补角(1)若∠1+∠2=90°,则∠1与∠2互为余角.其中∠1是∠2的余角,∠2是∠1的余角.(2)若∠1+∠2=180°,则∠1与∠2互为补角.其中∠1是∠2的补角,∠2是∠1的补角. ∠β锐角 直角 钝角 平角 周角 范围 0<∠β<90° ∠β=90° 90°<∠β<180° ∠β=180° ∠β=360°(3)结论: 同角(或等角)的余角相等;同角(或等角)的补角相等.要点诠释:①余角(或补角)是两个角的关系,是成对出现的,单独一个角不能称其为余角(或补角).②一个角的余角(或补角)可以不止一个,但是它们的度数是相同的.③只考虑数量关系,与位置无关.④“等角是相等的几个角”,而“同角是同一个角” .4.方位角以正北、正南方向为基准,描述物体运动的方向,这种表示方向的角叫做方位角.要点诠释:(1)方位角还可以看成是将正北或正南的射线旋转一定角度而形成的.所以在应用中一要确定其始边是正北还是正南.二要确定其旋转方向是向东还是向西,三要确定旋转角度的大小.(2)北偏东45 °通常叫做东北方向,北偏西45 °通常叫做西北方向,南偏东45 °通常叫做东南方向,南偏西45 °通常叫做西南方向.(3)方位角在航行、测绘等实际生活中的应用十分广泛.【典型例题】类型一、概念或性质的理解1.下列说法正确的是( )A.射线AB与射线BA表示同一条射线.B.连结两点的线段叫做两点之间的距离.C.平角是一条直线.D.若∠1+∠2=90°,∠1+∠3=90°,则∠2=∠3. 【答案】D【解析】选项A中端点和延伸方向不同,所以是两条射线;选项B中两点之间的距离是指线段的长度,是一个数值,而不是图形;C中角和直线是两种不同的概念,不能混淆.【总结升华】理解概念,掌握概念与概念的本质区别,并进行“比较”性分析和记忆.举一反三:【变式】下列结论中,不正确的是().A.两点确定一条直线B.两点之间,直线最短C.等角的余角相等D.等角的补角相等【答案】B类型二、立体图形与平面图形的相互转化2.(2015•泰州)一个几何体的表面展开图如图所示,则这个几何体是()A.四棱锥B.四棱柱C.三棱锥D.三棱柱【答案】A.【总结升华】此题主要考查了几何体的展开图,熟记常见立体图形的平面展开图的特征是解决此类问题的关键.举一反三:【变式】(瞿州模拟)下面形状的四张纸板,按图所示的线经过折叠可以围成一个直三棱柱的是().【答案】C3. (浙江金华)如图所示几何体的主视图是()【答案】A【解析】从正面看球位于桌面右方,故选A.【总结升华】从正面看所得到的图形是主视图,先得到球体的主视图,再得到长方体的主视图,再根据球体在长方体的右边可得出答案.类型三、互余互补的有关计算4. 已知∠A=53°27′,则∠A的余角等于().A.37°B.36°33′C.63°D.143°【思路点拨】根据互为余角的定义求解.【答案】B【解析】∠A的余角为90°-53°27′=36°33′.【总结升华】本题考查角互余的概念:和为90度的两个角互为余角.举一反三:(2015•东莞模拟)一个角的余角比这个角的补角的一半小40°,则这个角为度.【变式】【答案】80.解:设这个角为x,则它的余角为(90°﹣x),补角为(180°﹣x),由题意得,(180°﹣x)﹣(90°﹣x)=40°,解得x=80°.类型四、方位角5.如图,射线OA的方向是:________;射线OB的方向是:_________;射线OC的方向是:________ .【思路点拨】OA表示的方向是北偏东,再加上其偏转的角度即可,同理OB、OC也是如此.【答案】北偏东15°;北偏西40°;南偏东45°.【解析】根据方位角的定义解答.【总结升华】熟知方位角的定义结合图形便可解答.类型五、钟表上的角6. (广西钦州)钟表分针的运动可看作是一种旋转现象,一只标准时钟的分针匀速旋转,经过15分钟旋转了________度.【答案】90【解析】根据钟表的特征;整个钟面是360°,分针每5分钟旋转30°,所以经过15分钟旋转了90°.【总结升华】在钟表问题中,常利用时针与分针转动的度数关系:时钟上的分针匀速旋转一分钟时的度数为6°,时针一分钟转过的度数为0.5°;两个相邻数字间的夹角为30°,每个小格夹角为6°,并且利用起点时间时针和分针的位置关系建立角的图形.类型六、利用数学思想方法解决有关线段或角的计算1.方程的思想方法7.如图所示,在射线OF上,顺次取A、B、C、D四点,使AB:BC:CD=2:3:4,又M、N分别是AB、CD的中点,已知AD=90cm,求MN的长.【思路点拨】有关比例问题,可设每一份为x,列方程求解,再利用中点定义,找出线段的和、差.【答案与解析】解:设线段AB,BC,CD的长分别是2x cm,3x cm,4x cm,∵AB+BC+CD=AD=90 cm,∴2x+3x+4x=90,x=10,∴AB=20 cm,BC=30 cm,CD=40 cm,∴MN=MB+BC+CN=12AB+BC+12CD=10+30+20=60(cm).【总结升华】当已知某线段被分成的几条线段的长度比时,可根据比设未知数x,用x的式子表示相关的线段的长度,列方程求出x的值,进而求出线段的长.举一反三:【变式】如图所示,已知∠AOC=∠BOD=100°,且∠AOB:∠AOD=2:7,求∠BOC和∠COD的度数.【答案】解:设∠AOB的度数为2x,则∠AOD的度数为7x.由∠AOD=∠AOB+∠BOD及∠BOD=100°,可得7x=2x+100°.解得x=20°,所以∠AOB=2x=40°.所以∠BOC=∠AOC-∠AOB=100°-40°=60°,∠COD=∠BOD-∠BOC=100°-60°=40°.2.分类的思想方法8.以∠AOB的顶点O为端点的射线OC,使∠AOC:∠BOC=5:4.(1)若∠AOB=18°,求∠AOC与∠BOC的度数;(2)若∠AOB=m,求∠AOC与∠BOC的度数.【答案与解析】解:(1)分两种情况:①OC在∠AOB的外部,可设∠AOC=5x,则∠BOC=4x得∠AOB=x,即x=18°所以∠AOC=90°,∠BOC=72°②OC在∠AOB的内部,可设∠AOC=5x,则∠BOC=4x∠AOB=∠AOC+∠BOC=9x所以9x=18°,则x=2°所以∠AOC=10°,∠BOC=8°(2)仿照(1),可得:若∠AOB=m,则∠AOC=59m,∠BOC=49m,或∠AOC=5m,∠BOC=4m.【总结升华】本题中的已知条件没有明确地说明OC在∠AOB的内部或外部,所以两个问题都必须分类讨论.举一反三:【变式1】已知线段AB=8cm,在直线AB上画线段BC=3cm,求线段AC的长.【答案】解:分两种情况:(1)如图(1),AC=AB-BC=8-3=5(cm);(2)如图(2),AC=AB+BC=8+3=11(cm).所以线段AC的长为5cm或11cm.【变式2】下列判断正确的个数有( )①已知A、B、C三点,过其中两点画直线一共可画三条②过已知任意三点的直线有1条③三条直线两两相交,有三个交点A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】A3.类比的思想方法9.(1)如图,线段AD上有两点B、C,图中共有______条线段.(2)如图,在∠AOD的内部有两条射线OB、OC,则图中共有个角.【答案】(1)6;(2)6.【解析】(1)以A为端点的线段有3条,同样以B,C,D为一个端点的线段也各有3条,又因为所有线段均重复了一次,所以共有线段条数:3462⨯=(条).(2)以射线OA为一边的角有3个,同样以OB,OC,OD为一边的角也各有3个,又因为所有角均重复一次,所以共有角的个数:3462⨯=(个).【总结升华】用同样的方法解决了不同的问题,用已知的知识类比地学习未知的内容. 【巩固练习】一、选择题1.从左边看图1中的物体,得到的是图2中的().2.如图所示是正方体的一种平面展开图,各面都标有数,则标有数“-4”的面与其对面上的数之积是().A.4 B.12 C.-4 D.03.在下图中,是三棱锥的是().4.如图所示,点O在直线AB上,∠COB=∠DOE=90°,那么图中相等的角的对数是().A.3 B.4 C.5 D.75.如图所示的图中有射线().A.3条B.4条C.2条D.8条6.(2015•宝应县校级模拟)在地理课堂上,老师组织学生进行寻找北极星的探究活动时,李佳同学使用了如图所示的半圆仪,则下列四个角中,最可能和∠AOB互补的角为()A.B.C.D.7.十点一刻时,时针与分针所成的角是().A.112°30′B.127°30′C.127°50′D.142°30′8.在海面上有A和B两个小岛,若从A岛看B岛是北偏西42°,则从B岛看A岛应是().A.南偏东42°B.南偏东48°C.北偏西48°D.北偏西42°二、填空题9.把一条弯曲的公路改为直道,可以缩短路程,其理由是________.10.已知∠α=30°18′,∠β=30.18°,∠γ=30.3°,则相等的两角是________.11.用平面去截一个几何体,如果得出的横截面是圆形,那么被截的几何体是________(填一个答案即可).12.(2015秋•泾阳县期中)如图是一个正方体的展开图,和C面的对面是 面.13.若∠1+∠2=90°,∠1+∠3=90°,则∠2=∠3,其根据是________.14.若∠α是它的余角的2倍,∠β是∠α的2倍,那么把∠α和∠β拼在一起(有一条边重合)组成的角是________度.15.一副三角板如图摆放,若∠BAE=135 °17′,则∠CAD 的度数是 .16.如下图,点A 、B 、C 、D 代表四所村庄,要在AC 与BD 的交点M 处建一所“希望小学”,请你说明选择校址依据的数学道理 .三、解答题 17. (2015春•淄博校级期中)如图,已知点C 为AB 上一点,AC=12cm ,CB=AC ,D 、E 分别为AC 、AB 的中点,求DE 的长.18.如图所示,已知∠COB =2∠AOC ,OD 平分∠AOB ,且∠COD =19°,求∠AOB 的度数.19.在一张城市地图上,如图所示,有学校、医院、图书馆三地,图书馆被墨水染黑,具体位置看不清,但知道图书馆在学校的北偏东45°方向,在医院的南偏东60°方向,你能确定图书馆的位置吗?MB C DA20.如图所示,线段AB =4,点O 是线段AB 上一点,C 、D 分别是线段OA 、OB 的中点,小明据此很轻松地求得CD =2.在反思过程中突发奇想:若点O 运动到AB 的延长线上,原来的结论“CD =2”是否仍然成立?请帮小明画出图形并说明理由.【答案与解析】一、选择题1.【答案】B【解析】从左边看,圆台被遮住一部分,故选B .2.【答案】B【解析】由正方体的平面展开图可知,标有数-4的面的对面是标有数-3的面,故两个数之积为12.3.【答案】B【解析】A 选项是四棱锥,B 选项是三棱锥,C 、D 两项都是三棱柱,故选B .4.【答案】C【解析】因为∠COB =90°,所以∠BOD+∠COD =90°,即∠BOD =90°-∠COD .因为∠DOE =90°,所以∠EOC+∠COD =90°,即∠EOC =90°-∠COD ,所以∠BOD =∠EOC .同理∠AOE =∠COD .又因为∠AOC =∠COB =∠DOE =90°(∠AOC =∠COB ,∠AOC =∠DOE ,∠COB =∠DOE ),所以图中相等的角有5对,故选C .5.【答案】D6.【答案】D .【解析】根据图形可得∠AOB 大约为135°,∴与∠AOB 互补的角大约为45°,综合各选项D 符合.7.【答案】D【解析】一刻是15分钟,十点一刻,即10点15分时,时针与分针所成的角为:34304⎛⎫+⨯ ⎪⎝⎭°=142.5°=142°30′,故选D . 8.【答案】A【解析】方位角存在这样的规律:甲、乙两地之间的方位角,方向相反,角度相等.由此可知从B 岛看A 岛的方向为南偏东42°,故选A .二、填空题9. 【答案】两点之间,线段最短【解析】本题是应用线段的性质解释生活中的现象,由于这是两点之间连线长度的比较,符合“两点之间,线段最短”.10.【答案】∠α和∠γ【解析】30.3601810︒''=⨯=,于是∠α=∠γ.11.【答案】圆柱(圆锥、圆台、球体等)【解析】答案不唯一,例如用平面横截圆锥即可得到圆形.12.【答案】F.【解析】这是一个正方体的平面展开图,共有六个面,其中面“B”与面“D”相对,面“A”与面“E”相对,“C”与面“F”相对.13.【答案】同角的余角相等【解析】根据余角的性质解答问题.14.【答案】60度或180【解析】先求出∠α=60°,∠β=120°;再分∠α在∠β内部和外部两种情况来讨论.15.【答案】44°43′;【解析】∠BAD+∠CAE=180°,即∠BAE+∠CAD=180°,所以∠CAD=180°-135°17′=44°43′.16.【答案】两点之间,线段最短.三、解答题17.【解析】解:∵AC=12cm,CB=AC,∴CB=6cm,∴AB=AC+BC=12+6=18cm,∵E为AB的中点,∴AE=BE=9cm,∵D为AC的中点,∴DC=AD=6cm,所以DE=AE﹣AD=3cm.18.【解析】解:设∠AOC=x°,则∠COB=2x°.因为OD平分∠AOB,所以∠AOD=12∠AOB=12(∠AOC+∠BOC)=32x°.又因为∠DOC=∠AOD-∠AOC,所以3192x x=-.解得x=38,所以∠AOB=3x°=114°.19.【解析】解:如图所示.在医院A处,以正南方向为始边,逆时针转60°角,得角的终边射线AC.在学校B处,以正北方向为始边,顺时针旋转45°角,得角的终边射线BD.AC与BD的交点为点O,则点O就是图书馆的位置.20.【解析】解:原有的结论仍然成立,理由如下:当点O在AB的延长线上时,如图所示,CD=OC-OD=12(OA-OB)=12AB=142 2⨯=.。
人教版七年级上第四章《几何图形初步》知识点总结
人教版七年级上第四章《几何图形初步》知识点总结1 .几何图形相关概念L几何图形:从形形色色的物体外形中得出的图形是几何图形。
它分为立体图形和平面图形。
2、立体图形:有些几何图形的各部分不都在同一平面内,它们是立体图形(如长方体.正方体.圆柱.圆锥.球等)。
3、平面图形:有些几何图形的各部分都在同一平面内,它们是平面图形(如线段.角.三角形.长方形.圆等)。
4、立体图形的展开图:将由平面图形围成的立体图形表面适当剪开,可以展开成平面图形,这样的平面图形称为相应立体图形的展开图。
5、体:几何体简称为体。
6、面:包围着体的是面,面有平的面和曲的面两种。
7、体:面与面相交的地方形成线,线和线相交的地方是点。
8、点线面体关系:点动成面,面动成线,线动成体。
2.直线、射线、线段L直线基本事实:经过两点有一条直线,并且只有一条直线。
简单说成:两点确定一条直线(公理)。
2、直线表示方法:(1)用直线上任意表示两个点的大写字母表示,如直线AB ;(2 )用一个小写字母表示,如直线Io3、直线的特征:①无端点;②向两端无限延伸;③不可度量。
4、直线与点的位置关系:①点在直线上(直线经过点);②点在直线外(直线不经过点).5、直线相交:当两条不同的直线有一个公共点时,我们就称这两条直线相交,这个公共点叫做它们的交点。
6、射线定义:直线上一点和它一旁的部分叫做射线,这一点叫做射线的端点。
7、射线的表示方法:(1)用射线的端点和射线上另一点的大写字母表示,如射线OA ;(2 )用一个小写字母表示,如射线I.8、射线的特性:①一个断定;②向一方无限延伸;③不可度量.9、线段概念:直线上两点和它们之间的部分叫做线段,这两个点叫做线段的端点。
线段的表示方法:IOs(1)用线段两个端点的大写字母表示,如线段AB ;(2 )用一个小写字母表示,如线段I.Ils线段的特征:①两个端点;②无方向;③可度量.12、线段的中点:点M把线段AB分成相等的两条线段AM和MB ,点M叫做线段AB的中点。
《几何图形初步》知识点总汇
1⎧⎨⎩⎧⎨⎩《几何图形初步》知识点总汇复习重点 理解本章的知识结构、数学思想方法,掌握定理和公理.一、知识结构框图二、具体知识点梳理(一)几何图形(是多姿多彩的)立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等. 1、几何图形 平面图形:三角形、四边形、圆等.主(正)视图---------从正面看;2、几何体的三视图 侧(左、右)视图-----从左(右)边看;俯视图---------------从上面看.(1)会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.(2)能根据三视图描述基本几何体或实物原型.3、立体图形的平面展开图(1)同一个立体图形按不同的方式展开,得到的平面图形不一样的.(2)了解直棱柱、圆柱、圆锥的平面展开图,能根据展开图判断和制作立体模型.4、点、线、面、体(1)几何图形的组成点:线和线相交的地方是点,它是几何图形最基本的图形.线:面和面相交的地方是线,分为直线和曲线.面:包围着体的是面,分为平面和曲面.体:几何体也简称体.(2)点动成线,线动成面,面动成体.(二)直线、射线、线段1、基本概念经过两点有一条直线,并且只有一条直线. 简称:两点确定一条直线.3、画一条线段等于已知线段(1)度量法(2)用尺规作图法4、线段的大小比较方法(1)度量法(2)叠合法5、线段的中点(二等分点)、三等分点、四等分点等定义:把一条线段平均分成两条相等线段的点叫做线段的中点.图形:符号:若点M是线段AB的中点,则AM=BM=12AB,AB=2AM=2BM.6、线段的性质:两点的所有连线中,线段最短.简称:两点之间,线段最短.7、两点的距离:连接两点的线段长度叫做这两点的距离.8、点与直线的位置关系(1)点在直线上;(2)点在直线外.(三)角1、角:由公共端点的两条射线所组成的图形叫做角.2、角的表示法(四种):∠1 ;∠α;∠B;∠ABC.3、角的度量单位及换算4、角的分类:锐角、直角、钝角、平角、周角.5、角的比较方法(1)度量法(2)叠合法6、角的和、差、倍、分及其近似值7、画一个角等于已知角(1)借助三角尺能画出15°的倍数的角,在0~180°之间共能画出11个角.(2)借助量角器能画出给定度数的角.(3)用尺规作图法,可以作出任意给定的角.8、角的平线线定义:从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线叫做角的平分线.图形:符号:9、互余、互补(1)若∠1+∠2=90°,则∠1与∠2互为余角.其中∠1是∠2的余角,∠2是∠1的余角.(2)若∠1+∠2=180°,则∠1与∠2互为补角.其中∠1是∠2的补角,∠2是∠1的补角.(3)余(补)角的性质:同(等)角的余角相等.同(等)角的补角相等.10、方向角(1)正方向;(2)北(南)偏东(西)方向;(3)东(西)北(南)方向.2。
几何图形初步基础知识详解
几何图形初步目录一、几何图形二、直线、射线、线段三、角四、《几何图形初步》全章复习与巩固一、几何图形基础知识讲解【学习目标】1.理解几何图形的概念,并能对具体图形进行识别或判断;2.掌握立体图形从不同方向看得到的平面图形及立体图形的平面展开图,在平面图形和立体图形相互转换的过程中,初步培养空间想象能力;3.理解点线面体之间的关系,掌握怎样由平面图形旋转得到几何体,能够借助平面图形剖析常见几何体的形成过程.【要点梳理】要点一、几何图形1.定义:把从实物中抽象出的各种图形统称为几何图形.要点诠释:几何图形是从实物中抽象得到的,只注重物体的形状、大小、位置,而不注重它的其它属性,如重量,颜色等.2.分类:几何图形包括立体图形和平面图形(1)立体图形:图形的各部分不都在同一平面内,这样的图形就是立体图形,如长方体,圆柱,圆锥,球等.(2)平面图形:有些几何图形(如线段、角、三角形、圆等)的各部分都在同一平面内,它们是平面图形.要点诠释:(1)常见的立体图形有两种分类方法:(2)常见的平面图形有圆和多边形,其中多边形是由线段所围成的封闭图形,生活中常见的多边形有三角形、四边形、五边形、六边形等.(3)立体图形和平面图形是两类不同的几何图形,它们既有区别又有联系.要点二、从不同方向看从不同的方向看立体图形,往往会得到不同形状的平面图形.一般是从以下三个方向:(1)从正面看;(2)从左面看;(3)从上面看.从这三个方向看到的图形分别称为正视图(也称主视图)、左视图、俯视图.要点三、简单立体图形的展开图有些立体图形是由一些平面图形围成,将它们的表面适当剪开,可以展开成平面图形,这样的平面图形称为相应立体图形的展开图.要点诠释:(1)不是所有的立体图形都可以展成平面图形.例如,球便不能展成平面图形.(2)不同的立体图形可展成不同的平面图形;同一个立体图形,沿不同的棱剪开,也可得到不同的平面图.要点四、点、线、面、体长方体、正方体、圆柱、圆锥、球、棱柱、棱锥等都是几何体,几何体也简称体;包围着体的是面,面有平的面和曲的面两种;面和面相交的地方形成线,线也分为直线和曲线两种;线和线相交的地方形成点.从上面的描述中我们可以看出点、线、面、体之间的关系.此外,从运动的观点看:点动成线,线动成面,面动成体.A.题目典型易错,重思路分析—“渔、鱼”兼得!按照★到★★★★标注难度。
(全册系列精选)华东师大初中七年级上册数学《图形的初步认识》全章复习与巩固(提高)知识讲解
《图形的初步认识》全章复习与巩固(提高)知识讲解【学习目标】1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观;2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;3.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;4.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单的图形.【知识网络】【要点梳理】要点一、立体图形与平面图形1.几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果.2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开⎧⎨⎩图.②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践. (2)三视图:正视图--------------从正面看几何体的三视图 左视图--------------从侧边看俯视图--------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图. ②三视图的画法原则:高平齐宽相等长对正. ③能根据三视图描述基本几何体或实物原型. (3)几何体的构成元素及关系:几何体是由点、线 、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1. 直线,射线与线段的区别与联系2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短. 要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线. ②连接两点间的线段的长度,叫做两点的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段. (2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算 (1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC ,或AC=a+b ;AD=AB-BD 。
知识讲解_《立体几何初步》全章复习与巩固-提高
《立体几何初步》全章复习与巩固【学习目标】1.了解柱,锥,台,球及简单组合体的结构特征。
2.能画出简单空间图形的三视图,由三视图能够还原成空间立体图形,并会用斜二测法画出它们的直观图。
3.通过观察用平行投影与中心投影这两种方法画出的视图与直观图,了解空间图形的不同表示形式。
4.理解柱,锥,台,球的表面积及体积公式。
5.理解平面的基本性质及确定平面的条件。
6.掌握空间直线与直线,直线与平面,平面与平面平行的判定及性质。
7.掌握空间直线与平面,平面与平面垂直的判定及性质。
【知识络】【要点梳理】要点一:空间几何体的结构与特征本章出现的几何体有:①棱柱与圆柱统称为柱体;②棱锥与圆锥统称为锥体;③棱台与圆台统称为台体;④球体.柱体常以直三棱柱、正三棱柱、正四棱柱、正六棱柱、圆柱等为载体,锥体一般以正三棱锥、正四棱锥、正六棱锥、圆锥等为载体,计算高、斜高、边心距、底面半径、侧面积和体积等.在研究正棱锥和圆锥、正棱台和圆台时要充分利用其中的直角三角形:高线,边心距,斜高组成的直角三角形;高线,侧棱(母线),外接圆半径(底面半径)组成的直角三角形.空间几何体的三视图:主视图:它能反映物体的高度和长度;左视图:它能反映物体的高度和宽度;俯视图:它能反映物体的长度和宽度.先会读懂三视图,并还原为直观图,再研究其性质和进行计算.侧面展开图问题是经常出现的一个问题.平面图形的翻折与空间图形的展开问题,要对照翻折(或展开)前后两个图形,分清哪些元素的位置(或数量)关系改变了,哪些没有改变,哪些元素是同一个元素.与几何体的侧面积和体积有关的计算问题,基本概念和公式要熟练,计算要准确,重视方程的思想和割补法、等积转换法的运用,等积转换可使体积计算变得简单化.要点二:平面基本性质刻画平面的公理(或基本性质)是立体几何公理体系的基石,是研究空间图形问题、进行逻辑推理的基础.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点都在这个平面内.作用:是判定直线是否在平面内的依据.公理2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.作用:提供确定平面最基本的依据.公理3:如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过这个点的公共直线.作用:是判定两个平面交线位置的依据.公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行.作用:是判定空间直线之间平行的依据.要点三:空间的平行与垂直关系理解和熟练应用空间中线面平行、垂直的有关性质与判定定理,是解决有关计算和证明的金钥匙.归纳出以下判定定理:(1)空间中的平行关系如果不在一个平面内的一条直线和平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行.如果一个平面内有两条相交直线平行于另一个平面,那么这两个平面平行.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,那么这条直线就和两平面的交线平行.如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行.如果两条直线垂直于同一个平面,那么这两条直线平行.(2)空间中的垂直关系如果一条直线与平面内的两条相交直线垂直,则这条直线与这个平面垂直.如果一个平面过另一个平面的一条垂线,则两个平面互相垂直.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.解决空间问题的重要思想方法:等价转化——化空间问题为平面问题.空间平行、垂直关系证明的基本思想方法——转化与联系,如图所示.【典型例题】类型一:空间几何体的三视图例1.某高速公路收费站入口处的安全标识墩如图4所示,墩的上半部分是正四棱锥P-EFGH,下半部分是长方体ABCD-EFGH.图5、图6分别是该标识墩的正(主)视图和俯视图.(1)请画出该安全标识墩的侧(左)视图(2)求该安全标识墩的体积(3)证明:直线BD 平面PEG【思路点拨】(1)由于墩的上半部分是正四棱锥P-EFGH ,下半部分是长方体ABCD-EFGH ,故其正视图与侧视图全等.(2)由三视图我们易得,底面为边长为40cm 的正方形,长方体的高为20cm ,棱锥高为60cm ,代入棱柱和棱锥体积公式,易得结果. 【解析】(1)侧视图同正视图,如下图所示.(2)该安全标识墩的体积为:P EFGH ABCD EFGH V V V --=+ 221406040203200032000640003=⨯⨯+⨯=+= ()2cm (3)如图,连结EG ,HF 及 BD ,EG 与HF 相交于O,连结PO. 由正四棱锥的性质可知,PO ⊥平面EFGH , PO HF ∴⊥ 又EG HF ⊥ HF ∴⊥平面PEG又BD HF P BD ∴⊥平面PEG ;【总结升华】根据三视图判断空间几何体的形状,进而求几何体的表(侧/底)面积或体积,是高考必考内容,处理的关键是准确判断空间几何体的形状,一般规律是这样的:如果三视图均为三角形,则该几何体必为三棱锥;如果三视图中有两个三角形和一个多边形,则该几何体为N 棱锥(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个为矩形和一个多边形,则该几何体为N 棱柱(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个为梯形和一个多边形,则该几何体为N 棱柱(N 值由另外一个视图的边数确定);如果三视图中有两个三角形和一个圆,则几何体为圆锥.如果三视图中有两个矩形和一个圆,则几何体为圆柱.如果三视图中有两个梯形和一个圆,则几何体为圆台. 举一反三:【变式1】一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的表面积为______________.【答案】38【解析】由三视图可知该几何体为一个长方体在中间挖去了一个等高的圆柱,其中长方体的长、宽、高分别为4、3、1,圆柱的底面直径为2,所以该几何体的表面积为长方体的表面积加圆柱的侧面积再减去圆柱的底面积,即为2(344131)211238ππ⨯+⨯+⨯+⨯⨯-=【总结升华】本题主要考查几何体的三视图、柱体的表面积公式,考查空间想象能力、运算求解能力,属于容易题.本题解决的关键是根据三视图还原出几何体,确定几何体的形状,然后再根据几何体的形状计算出表面积.例2.如下的三个图中,上面的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它的正视图和侧视图在下面画出(单位:cm )。
知识讲解_《解析几何初步》全章复习与巩固 -提高
《解析几何初步》全章复习与巩固【学习目标】1.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式,能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直;2.掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),了解斜截式与一次函数的关系;3.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标;4.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离;5.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的标准方程;6.掌握圆的一般方程的特点,能将圆的一般方程化为圆的标准方程从而求出圆心的坐标和半径;7.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系. 【知识络】【要点梳理】要点一:直线方程的几种形式(1)直线方程的几种表示形式中,除一般式外都有其适用范围,任何一种表示形式都有其优越性,需要根据条件灵活选用.(2)在求解与直线方程有关的问题中,忽视对斜率不存在时的直线方程的讨论是常见的错误,应特别警惕.(3)确定直线方程需要且只需两个独立条件,利用待定系数法求直线方程是常用方法. 常用的直线方程有: ①00()y y k x x -=-; ②y kx b =+;③220(0)Ax By C A B ++=+≠;④111222()()0A x B y C A x B y C λ+++++=(λ为参数).要点二:两条直线的位置关系1.特殊情况下的两直线平行与垂直.(1)当两条直线的斜率都不存在时,两直线的倾斜角都为090,互相平行;(2)当一条直线的斜率不存在(倾斜角为090),另一条直线的倾斜角为00时,两直线互相垂直. 2.斜率都存在时两直线的平行:(1)已知直线111:=+l y k x b 和222:=+l y k x b ,则21//l l ⇔1k =2k 且21b b ≠(2)已知直线1l :0111=++C y B x A 和2l :0222=++C y B x A )0,0(222111≠≠C B A C B A ,则1l ∥2l ⇔212121C C B B A A ≠= . 要点诠释:对于一般式方程表示的直线的位置的判定,可以先将方程转化为斜截式形式,再作判定.3.斜率都存在时两直线的垂直:(1)已知直线111:=+l y k x b 和222:=+l y k x b ,则 12121⊥⇔=-l l k k ; (2)已知直线1l :0111=++C y B x A 和2l :0222=++C y B x A ,则1l ⊥2l ⇔02121=+B B A A .要点三:点到直线的距离公式 1.点到直线距离公式:点),(00y x P 到直线0:=++C By Ax l 的距离为:2200BA CBy Ax d +++=2.两平行线间的距离公式已知两条平行直线1l 和2l 的一般式方程为1l :01=++C By Ax ,2l :02=++C By Ax ,则1l 与2l 的距离为2221BA C C d +-=.要点诠释:一般在其中一条直线1l 上随意地取一点M ,再求出点M 到另一条直线2l 的距离即可 要点四:对称问题1.点关于点成中心对称点关于点成中心对称的对称中心恰是这两点为端点的线段的中点,因此中心对称的问题是线段中点坐标公式的应用问题.设00(,)P x y ,对称中心为(,)A a b ,则P 关于A 的对称点为00(2,2)P a x b y '--.2点关于直线成轴对称由轴对称定义知,对称轴即为两对称点连线的“垂直平分线”.利用“垂直”“平分”这两个条件建立方程组,就可求出对称点的坐标,一般情形如下:设点00(,)P x y 关于直线y kx b =+的对称点为(,)P x y ''',则有0000122y y k x x y y x x k b '-⎧⋅=-⎪'-⎪⎨''++⎪=⋅+⎪⎩,求出x '、y '.特殊地,点00(,)P x y 关于直线x a =的对称点为00(2,)P a x y '-;点00(,)P x y 关于直线y b =的对称点为00(,2)P x b y '-.3.两点关于点对称、两点关于直线对称的常见结论: (1)点(,)x y 关于x 轴的对称点为(,)x y -; (2)点(,)x y 关于y 轴的对称点为(,)x y -; (3)点(,)x y 关于原点的对称点为(,)x y --; (4)点(,)x y 关于直线0x y -=的对称点为(,)y x ; (5)点(,)x y 关于直线0x y +=的对称点为(,)y x --.要点五:圆的方程求圆的方程通常果用待定系数法,若条件涉及圆心、半径等,可设成圆的标准方程;若条件涉及圆过一些定点,则可设成圆的一般方程.运用圆的几何性质可以使运算简便.1.圆的标准方程222()()x a y b r -+-=,其中()a b ,为圆心,r 为半径.要点诠释:(1)如果圆心在坐标原点,这时00a b ==,,圆的方程就是222x y r +=.有关图形特征与方程的转化:如:圆心在x 轴上:b=0;圆与y 轴相切时:||a r =;圆与x 轴相切时:||b r =;与坐标轴相切时:||||a b r ==;过原点:222a b r +=.(2)圆的标准方程222()()x a y b r -+-=⇔圆心为()a b ,,半径为r ,它显现了圆的几何特点.(3)标准方程的优点在于明确指出了圆心和半径.由圆的标准方程可知,确定一个圆的方程,只需要a 、b 、r 这三个独立参数,因此,求圆的标准方程常用定义法和待定系数法.2.圆的一般方程当2240D E F +->时,方程220x y Dx Ey F ++++=叫做圆的一般方程.,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,为半径. 要点诠释:由方程220x y Dx Ey F ++++=得22224224D E D E F x y +-⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)当2240D E F +-=时,方程只有实数解,22D E x y =-=-.它表示一个点(,)22D E --. (2)当2240D E F +-<时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.(3)当2240D E F +->时,可以看出方程表示以,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为半径的圆.要点六:点和圆的位置关系如果圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=,圆心为()C a b ,,半径为r ,则有(1)若点()00M x y ,在圆上()()22200||CM r x a y b r ⇔=⇔-+-=(2)若点()00M x y ,在圆外()()22200||CM r x a y b r ⇔>⇔-+->(3)若点()00M x y ,在圆内()()22200||CM r x a y b r ⇔<⇔-+-<要点七:直线与圆的位置关系1.直线与圆的位置关系:(1)直线与圆相交,有两个公共点; (2)直线与圆相切,只有一个公共点; (3)直线与圆相离,没有公共点.2.直线与圆的位置关系的判定方法: (1)代数法:判断直线l 与圆C 的方程组成的方程组是否有解. 如果有解,直线l 与圆C 有公共点; 有两组实数解时,直线l 与圆C 相交; 有一组实数解时,直线l 与圆C 相切; 无实数解时,直线l 与圆C 相离. (2)几何法:设直线22:0(0)l Ax By C A B ++=+≠,圆222:()()(0)C x a y b r r -+-=>,圆心(,)C a b 到直线l 的距离记为d =:当d r <时,直线l 与圆C 相交;当d r =时,直线l 与圆C 相切; 当d r >时,直线l 与圆C 相离.要点诠释:(1)当直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.(2)当直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.(3)当直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决. 要点八:圆与圆的位置关系 1.圆与圆的位置关系:(1)圆与圆相交,有两个公共点;(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点; (3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点. 2.圆与圆的位置关系的判定: (1)代数法:判断两圆的方程组成的方程组是否有解. 有两组不同的实数解时,两圆相交; 有一组实数解时,两圆相切; 方程组无解时,两圆相离. (2)几何法:圆2221111:()()C x a y b r -+-=与圆222222:()()C xa yb r-+-=,两圆圆心距d =当1212r r d r r -<<+时,两圆相交; 当12r r d +=时,两圆外切; 当12r r d +<时,两圆外离; 当12r r d -=时,两圆内切; 当12r r d ->时,两圆内含.要点诠释:判定圆与圆的位置关系主要是利用几何法,通过比较两圆的圆心距和两圆的半径的关系来确定,这种方法运算量小.也可利用代数法,但是利用代数法解决时,一是运算量大,二是方程组仅有一解或无解时,两圆的位置关系不明确,还要比较两圆的圆心距和两圆半径的关系来确定.因此,在处理圆与圆的位置关系时,一般不用代数法.要点九:求圆的切线方程的常用方法:(1)直接法:应用常见结论,直接写出切线方程;(2)待定系数法:设出切点坐标或切线斜率,由题意列出方程(组)解得切点坐标或切线斜率,写出点斜式,最后将点斜式化为一般式;(3)定义法:根据直线方程的定义求出切线方程. 常见圆的切线方程:①过圆222x y r +=上一点()00,P x y 的切线方程是200x x y y r +=;②过圆()()222x a y b r -+-=上一点()00,P x y 的切线方程是:()()()()200x a x a y b y b r --+--=.要点十:空间直角坐标系空间直角坐标系中坐标的求法:过该点作两条轴所确定平面的平行平面交另一轴于一点,交点在这条轴上的坐标就是已知点相应的一个坐标.确定简单几何体的顶点坐标是今后正确运用坐标法解题的关键,必须要熟练且正确地掌握空间直角坐标系的建立与中点坐标的确定方法. 【典型例题】类型一:直线方程的综合问题例1.已知A (-m -3,2),B (-2m -4,4),C (-m ,m ),D (3,3m+2),若直线AB ⊥CD ,求m 的值. 【思路点拨】两直线垂直⇔121k k =-的前提条件是1k 、2k 均存在且不为零,所以这类问题应分斜率存在和不存在两种情况讨论. 【答案】1或-1【解析】∵ A 、B 两点纵坐标不相等,∴ AB 与x 轴不平行. ∵ AB ⊥CD ,∴ CD 与x 轴不垂直,-m ≠3,m ≠-3. ①当AB 与x 轴垂直时,-m -3=-2m -4,解得m =-1.而m =-1时,C 、D 纵坐标均为-1,∴ CD ∥x 轴,此时AB ⊥CD ,满足题意.②当AB 与x 轴不垂直时,由斜率公式42224(3)(1)AB k m m m -==------+,322(1)3()3CD m m m k m m +-+==--+.∵ AB ⊥CD ,∴ 1A B C Dk k =-,即22(1)1(1)3m m m +=--++,解得m =1.综上,m 的值为1或-1.举一反三:【变式1】已知1l :23250,:(31)20x ay l a x ay +-=---=,求使12//l l 的a 的值. 【答案】0或16- 【解析】解法一:当直线斜率不存在,即0a =时,有12:350,:20l x l x -=--=,符合12//l l ;直线斜率存在时,123311//26a l l a a a -⇔-=⇔=-. 故使12//l l 的a 的值为0或16-. 解法二:由12//3()(31)20,l l a a a ⇔⋅---⋅=解得0a =或16-,故使12//l l 的a 的值为0或16-. 例2.已知三条直线120(0)l x y a a -+=>:,24210l x y --=:,310l x y +-=:且1l 与2l的距离为(1)求a 的值.(2)能否找到一点P ,使得点P 同时满足下列三个条件:①点P 是第一象限点,②点P 到1l 、3l 的P 到1l 、2l 的距离比是1:2.若能,求点P 的坐标;若不能,说明理由.【思路点拨】用平行线间的距离、点到直线的距离公式求解. 【答案】(1)3 (2)137918P ⎛⎫⎪⎝⎭, 【解析】(1)直线2l 的方程变为1202x y --=, ∴ 1l 与2的距离d ==∴ 1722a +=,∵ 0a >,∴ 3a =. (2)设P (x 0,y 0),若点P 满足条件③,则点P 在与直线1l 、2l 平行的直线20l x y c '-+=:上,=,即132c =或116,∴ l '为0013202x y -+=或0011206x y -+=. 若点P 满足条件②,由点到直线的距离公式得002=解得00240x y -+=或0320x +=(∵ 点P 是第一象限点,∴ 不合题意,舍去).联立方程000013202240x y x y ⎧-+=⎪⎨⎪-+=⎩,, 解得00312x y =-⎧⎪⎨=⎪⎩,舍去. 联立方程000011206240x y x y ⎧-+=⎪⎨⎪-+=⎩, 解得00193718x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,. ∴ 137918P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,为同时满足三个条件的点.【总结升华】本题综合性较强,用距离公式时要注意转化为方程的一般形式.例3.求直线:240a x y +-=关于直线:3410l x y +-=对称的直线b 的方程.【思路点拨】1.曲线的对称通常转化为点的中心对称或轴对称(这里既可选特殊点,也可选任意点实施转化).2.由平面几何知识可知,若a 与b 关于l 对称,则应具有下列几何性质:(1)若点A 在直线a 上,则A 点关于l 的对称点B 一定在直线b 上,即l 为线段AB 的垂直平分线(AB l ⊥,AB 的中点在l 上);(2)设(,)P x y 是所求直线b 上一点,则P 关于l 的对称点(,)P x y '''的坐标适合直线a 的方程; (3)若a 与b 相交,则l 过a 与b 交点,只需求出交点和一个对称点,利用两点式就可以求出答案;若//a l ,则////b l a ,三条直线的斜率相等,只需再求出一个对称点,利用点斜式可以求出答案. 【解析】方法一:在直线:240a x y +-=上取一点(2,0)A ,设A 点于l 的对称点00(,)B x y ,则0000203410220423x y y x ++⎧⋅+⋅-=⎪⎪⎨-⎪=-⎪⎩,解得48(,)55B -,由2403410x y x y +-=⎧⎨+-=⎩,解得交点(3,2)D -.由两点式可求得直线b 的方程:211160x y ++=.方法二:设(,)P x y 是所求直线b 上任一点;设P 关于l 的对称点(,)P x y ''',则有:''341022'4'3y y x x y y x x ++⎧⋅+⋅-=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得7246'252478'25x y x x y y -+⎧=⎪⎪⎨--+⎪=⎪⎩∵(,)P x y '''在直线:240a x y +-=上,∴724624782402525x y x y -+--+⋅+-=,整理得211160x y ++=, 故所求直线b 的方程:211160x y ++=.【总结升华】1. 对称问题是高考的热点之一,一般包括点关于点对称,直线关于点对称,点关于直线对称,直线关于直线对称,要掌握通解通法和记忆一些常用结论.2. 求一条直线关于已知直线的对称直线,基本方法之一在直线上任取两点求其对称点,方法之二是利用相关点——伴随曲线方法解决,其中方法2还可以推广,如改变直线a 为二次曲线C ,仍可用此方法解决.举一反三:【变式1】由点P (2,3)发出的光线射到直线1x y +=-上,反射后过点Q (1,1),则反射光线所在直线的一般方程为________.【答案】:4510x y -+=【解析】设点P 关于直线1x y +=-的对称点00(,)P x y ',则00(,)P x y '满足条件0000231,2231,2x y y x ++⎧+=-⎪⎪⎨-⎪=-⎪⎩ 解得(4,3)P '--,∴ 由直线方程的两点式可求得反射光线所在直线方程为311(1)41y x ---=---,即4510x y -+=. 类型二:圆的方程的综合问题例4.(2016 天津河西区模拟)已知圆C 经过点A (2,0)、(1,3)B,且圆心C 在直线y =x 上.(1)求圆C 的方程; (2)过点的直线l截圆所得弦长为l 的方程. 【思路点拨】(1)求出圆心坐标与半径,即可求圆C 的方程;(2)设出直线方程,利用点到直线的距离以及半径半弦长求解即可. 【答案】(1)x 2+y 2=4;(2)x =1或y x =+ 【解析】(1)AB的中点坐标3(,22-,AB可得AB垂直平分线为60y +=,与x -y =0的交点为(0,0), 圆心坐标为(0,0),半径为2,所以圆C 的方程为x 2+y 2=4; (2)直线的斜率存在时,设直线l 的斜率为k ,又直线l过, ∴直线l的方程为(1)y k x -=-,即y kx k =, 则圆心(0,0)到直线的距离||k d -=,又圆的半径r =2,截得的弦长为22(||)4k=,解得:3k=-,则直线l的方程为y x=+当直线的斜率不存在时,直线方程为x=1,满足题意.直线l的方程:x=1或33y x=-+.【总结升华】此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有点到直线的距离公式,垂径定理及勾股定理,当直线与圆相交时,常常利用弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形来解决问题.举一反三:【变式1】直线l被圆C:2220x y y+-=所截得的弦的中点是13(,)22M-,求直线l的方程.【答案】20x y--=【变式2】(2015春东台市校级期中)已知:圆C:22(1)(2)25x y-+-=,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,求:(1)求直线l恒过定点P的坐标;(2)求直线l被圆M截得的弦长最小时的方程.【答案】(1)P(3,1);(2)2x-y-5=0.【解析】(1)直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,即为m(2x+y-7)+(x+y-4)=0,令27040x yx y+=+-=⎧⎨⎩-,则31xy=⎧⎨=⎩.故直线l恒过点P(3,1);(2)当圆心C到直线l的距离最大时弦长最短,此时CP⊥l,圆C:22(1)(2)25x y-+-=的圆心C(1,2),由直线CP的斜率为211132-=--,即有直线l的斜率为2,即2121mm+-=+,即34m=-,则直线l的方程为2x-y-5=0.例5.已知圆的方程:2222(2)20x y ax a y+-+-+=,其中a≠1,且a∈R.(1)求证:a ≠1,且a ∈R 时,圆恒过定点;(2)求与圆相切的直线方程;(3)求证圆心总在一条直线上,并求其方程.【思路点拨】本题是含参数的圆的方程,可用分离参数法、待定系数法、配方法解题.【解析】(1)证明:方程2222(2)20x y ax a y +-+-+=变为2242(22)0x y y a x y +-+--=, 令22420220x y y x y ⎧+-+=⎨-=⎩,,解得11x y =⎧⎨=⎩,. ∴ 定点为(1,1).故圆恒过定点(1,1).(2)解:易求圆心坐标为(a ,2-a ),半径为1|a -.设所求切线方程为y kx b =+,即0kx y b -+=,则圆心到直线的距离等于半径,即1|a =-恒成立,即22222(1)4(1)2(1)k a k a k +-+++ 222(1)2(2)(1)(2)k a b k a b =++-++-恒成立.比较系数可得222222(1)(1)4(1)2(2)(1)2(1)(2)k k k b k k b ⎧+=+⎪-+=-+⎨⎪+=-⎩,,, 解得10k b =⎧⎨=⎩,. 故所求切线方程为y =x .(3)解:易求圆心坐标为(a ,2-a ),又设圆心坐标为(x ,y ),则2x a y a =⎧⎨=-⎩,, 消去a ,可得2y x =-,即20x y +-=.故圆心(a ,2-a )总在直线x+y -2=0上.举一反三:【变式1】求过两圆2220x y x y +---=与224480x y x y ++--=的交点和点(3,1)的圆的方程.【解析】设所求圆的方程为22222(448)0x y x y x y x y λ+---+++--=,∵ 点(3,1)在圆上,把(3,1)代入圆的方程求得25λ=-. ∴ 所求圆的方程为223313360x y x y +-++=.【总结升华】注意圆系方程的特殊情形:过直线与圆的交点的圆系方程和过圆与圆的交点的圆的方程.类型三:直线与圆的方程的综合问题例6.已知圆C 的圆心为坐标原点O,且与直线1:0l x y --=相切.(1)求圆C 的方程;(2)若与直线1l 垂直的直线2l 与圆C 交于不同的两点P 、Q ,且以PQ 为直径的圆过原点,求直线2l 的方程.【思路点拨】(1)根据点到直线的距离确定圆的半径,则圆的方程可得.(2)设出直线2l 的方程,判断出△OPQ 为等腰直角三角形,求得圆心到直线2l 的距离,进而利用点到直线的距离求得C ,则直线方程可得.【答案】(1)224x y +=;(2)x +y +2=0或x +y -2=0.【解析】(1)由已知圆心到直线的距离为半径,求得半径2r ==, ∴ 圆的方程为224x y +=.(2)设直线2l 的方程为x +y +c =0, 由已知△OPQ 为等腰直角三角形,则圆心到直线2l 的距离为1,利用点到直线的距离公式得, 求得c =±2.∴ 直线2l 的方程为x +y +2=0或x +y -2=0.举一反三:【变式1】已知直线l 过点P (2,4),且与圆224x y +=相切,求直线l 的方程.错解:∵ 2OP k =,且OP l ⊥,∴ 12l k =-, ∴ l 的方程为14(2)2y x -=--,即2100x y +-=. 错因分析:本题错误的原因是误把点P 当作切点.求过定点的圆的切线方程,应首先验证定点是否在圆上.正解:当直线斜率不存在时,直线l 的方程为x =2,适合题意.当直线斜率存在时,设直线l 的方程为4(2)y k x -=-,即4020kx y k -+-=,∵ 直线与圆相切,∴|2=,解得34k =, ∴ 直线l 的方程为34100x y -+=.∴ 直线l 的方程为2x =或34100x y -+=.例7.已知m ∈R ,直线2(1)4l mx m y m -+=:和圆2284160C x y x y +-++=:.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么? 【答案】(1)1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,(2)不能 【解析】(1)直线l 的方程可化为22411m m y x m m =-++, 直线l 的斜率21m k m =+. 因为21||(1)2m m ≤+, 所以2||1||12m k m =≤+,当且仅当||1m =时等成立. 所以斜率k 的取值范围是1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,. (2)不能.由(1)知l 的方程为y =k (x -4),其中||k ≤12. 圆C 的圆心为C (4,-2),半径r =2.圆心C 到直线l 的距离d =.由1||2k ≤,得d 1>,即2r d >. 从而,若l 与圆C 相交,则圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于23π. 所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧. 类型四:空间直角坐标系例8.正方形ABCD ,ABEF 的边长都是1,并且平面ABCD ⊥平面ABEF ,点M 在AC 上移动,点N在BF 上移动.若|CM|=|BN|=a (0a <<).当a 为何值时,|MN|最小?【思路点拨】建立空间直角坐标系,把|MN|写成a 的函数,用函数的思想方法解题.【答案】2【解析】因为平面ABCD ⊥平面ABEF ,且交线为AB ,BE ⊥AB ,所以BE ⊥平面ABCD ,所以BA ,BC ,BE 两两垂直.取B 为坐标原点,过BA ,BE ,BC的直线分别为x 轴,y 轴和z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.因为|BC|=1,|CM|=a ,且点M 在坐标平面xBz 内且在正方形ABCD 的对角线上,所以点,0,122m a a ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭.因为点N 在坐标平面xBy 内且在正方形ABEF 的对角线上,|BN|=a ,所以点,,022N a a ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭.由空间两点间的距离公式,得||MN ==,当2a =(满足0a <<|MN|最小,最小值为2. 【总结升华】由于图形中出现了两两垂直的三条直线,因此采用了建立空间直角坐标系,把几何问题转化为代数问题的方法求解,利用空间两点间的距离公式求得MN 的长度,并利用二次函数求MN 的最小值.举一反三:【变式1】空间直角坐标系中,在平面xoy 内的直线1x y +=上确定一点M ,使它到点N (6,5,1)的距离最小,求出最小值.【思路点拨】注意在平面xoy 内的直线1x y +=上的点的特点.【解析】设点(,1,0)M x x -,则||MN ==当1x =时,min ||MN =M (1,0,0).。
华东师大初中七年级上册数学《图形的初步认识》全章复习与巩固(提高)知识讲解
《图形的初步认识》全章复习与巩固(提高)知识讲解【学习目标】1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观;2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;3.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;4.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单的图形.【知识网络】【要点梳理】要点一、立体图形与平面图形1.几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果.2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来.要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图.②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践. (2)三视图:正视图--------------从正面看几何体的三视图左视图--------------从侧边看俯视图--------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图.②三视图的画法原则:高平齐宽相等长对正.③能根据三视图描述基本几何体或实物原型.(3)几何体的构成元素及关系:几何体是由点、线、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1.直线,射线与线段的区别与联系2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短.要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线.②连接两点间的线段的长度,叫做两点的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段.(2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算(1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC ,或AC=a+b ;AD=AB-BD 。
知识讲解_《解析几何初步》全章复习与巩固 -提高
《解析几何初步》全章复习与巩固【学习目标】1.理解直线的倾斜角和斜率的概念,掌握过两点的直线斜率的计算公式,能根据两条直线的斜率判定这两条直线平行或垂直;2.掌握确定直线位置的几何要素,掌握直线方程的几种形式(点斜式、两点式及一般式),了解斜截式与一次函数的关系;3.能用解方程组的方法求两直线的交点坐标;4.掌握两点间的距离公式、点到直线的距离公式,会求两条平行直线间的距离;5.掌握圆的标准方程的特点,能根据所给有关圆心、半径的具体条件准确地写出圆的标准方程;6.掌握圆的一般方程的特点,能将圆的一般方程化为圆的标准方程从而求出圆心的坐标和半径;7.能根据给定直线、圆的方程,判断直线与圆、圆与圆的位置关系. 【知识络】【要点梳理】要点一:直线方程的几种形式(1)直线方程的几种表示形式中,除一般式外都有其适用范围,任何一种表示形式都有其优越性,需要根据条件灵活选用.(2)在求解与直线方程有关的问题中,忽视对斜率不存在时的直线方程的讨论是常见的错误,应特别警惕.(3)确定直线方程需要且只需两个独立条件,利用待定系数法求直线方程是常用方法. 常用的直线方程有: ①00()y y k x x -=-; ②y kx b =+;③220(0)Ax By C A B ++=+≠;④111222()()0A x B y C A x B y C λ+++++=(λ为参数).要点二:两条直线的位置关系1.特殊情况下的两直线平行与垂直.(1)当两条直线的斜率都不存在时,两直线的倾斜角都为090,互相平行;(2)当一条直线的斜率不存在(倾斜角为090),另一条直线的倾斜角为00时,两直线互相垂直. 2.斜率都存在时两直线的平行:(1)已知直线111:=+l y k x b 和222:=+l y k x b ,则21//l l ⇔1k =2k 且21b b ≠(2)已知直线1l :0111=++C y B x A 和2l :0222=++C y B x A )0,0(222111≠≠C B A C B A ,则1l ∥2l ⇔212121C C B B A A ≠= . 要点诠释:对于一般式方程表示的直线的位置的判定,可以先将方程转化为斜截式形式,再作判定.3.斜率都存在时两直线的垂直:(1)已知直线111:=+l y k x b 和222:=+l y k x b ,则 12121⊥⇔=-l l k k ; (2)已知直线1l :0111=++C y B x A 和2l :0222=++C y B x A ,则1l ⊥2l ⇔02121=+B B A A .要点三:点到直线的距离公式 1.点到直线距离公式:点),(00y x P 到直线0:=++C By Ax l 的距离为:2200BA CBy Ax d +++=2.两平行线间的距离公式已知两条平行直线1l 和2l 的一般式方程为1l :01=++C By Ax ,2l :02=++C By Ax ,则1l 与2l 的距离为2221BA C C d +-=.要点诠释:一般在其中一条直线1l 上随意地取一点M ,再求出点M 到另一条直线2l 的距离即可 要点四:对称问题1.点关于点成中心对称点关于点成中心对称的对称中心恰是这两点为端点的线段的中点,因此中心对称的问题是线段中点坐标公式的应用问题.设00(,)P x y ,对称中心为(,)A a b ,则P 关于A 的对称点为00(2,2)P a x b y '--.2点关于直线成轴对称由轴对称定义知,对称轴即为两对称点连线的“垂直平分线”.利用“垂直”“平分”这两个条件建立方程组,就可求出对称点的坐标,一般情形如下:设点00(,)P x y 关于直线y kx b =+的对称点为(,)P x y ''',则有0000122y y k x x y y x x k b '-⎧⋅=-⎪'-⎪⎨''++⎪=⋅+⎪⎩,求出x '、y '.特殊地,点00(,)P x y 关于直线x a =的对称点为00(2,)P a x y '-;点00(,)P x y 关于直线y b =的对称点为00(,2)P x b y '-.3.两点关于点对称、两点关于直线对称的常见结论: (1)点(,)x y 关于x 轴的对称点为(,)x y -; (2)点(,)x y 关于y 轴的对称点为(,)x y -; (3)点(,)x y 关于原点的对称点为(,)x y --; (4)点(,)x y 关于直线0x y -=的对称点为(,)y x ; (5)点(,)x y 关于直线0x y +=的对称点为(,)y x --.要点五:圆的方程求圆的方程通常果用待定系数法,若条件涉及圆心、半径等,可设成圆的标准方程;若条件涉及圆过一些定点,则可设成圆的一般方程.运用圆的几何性质可以使运算简便.1.圆的标准方程222()()x a y b r -+-=,其中()a b ,为圆心,r 为半径.要点诠释:(1)如果圆心在坐标原点,这时00a b ==,,圆的方程就是222x y r +=.有关图形特征与方程的转化:如:圆心在x 轴上:b=0;圆与y 轴相切时:||a r =;圆与x 轴相切时:||b r =;与坐标轴相切时:||||a b r ==;过原点:222a b r +=.(2)圆的标准方程222()()x a y b r -+-=⇔圆心为()a b ,,半径为r ,它显现了圆的几何特点.(3)标准方程的优点在于明确指出了圆心和半径.由圆的标准方程可知,确定一个圆的方程,只需要a 、b 、r 这三个独立参数,因此,求圆的标准方程常用定义法和待定系数法.2.圆的一般方程当2240D E F +->时,方程220x y Dx Ey F ++++=叫做圆的一般方程.,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为圆心,为半径. 要点诠释:由方程220x y Dx Ey F ++++=得22224224D E D E F x y +-⎛⎫⎛⎫+++= ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭(1)当2240D E F +-=时,方程只有实数解,22D E x y =-=-.它表示一个点(,)22D E --. (2)当2240D E F +-<时,方程没有实数解,因而它不表示任何图形.(3)当2240D E F +->时,可以看出方程表示以,22D E ⎛⎫-- ⎪⎝⎭为半径的圆.要点六:点和圆的位置关系如果圆的标准方程为222()()x a y b r -+-=,圆心为()C a b ,,半径为r ,则有(1)若点()00M x y ,在圆上()()22200||CM r x a y b r ⇔=⇔-+-=(2)若点()00M x y ,在圆外()()22200||CM r x a y b r ⇔>⇔-+->(3)若点()00M x y ,在圆内()()22200||CM r x a y b r ⇔<⇔-+-<要点七:直线与圆的位置关系1.直线与圆的位置关系:(1)直线与圆相交,有两个公共点; (2)直线与圆相切,只有一个公共点; (3)直线与圆相离,没有公共点.2.直线与圆的位置关系的判定方法: (1)代数法:判断直线l 与圆C 的方程组成的方程组是否有解. 如果有解,直线l 与圆C 有公共点; 有两组实数解时,直线l 与圆C 相交; 有一组实数解时,直线l 与圆C 相切; 无实数解时,直线l 与圆C 相离. (2)几何法:设直线22:0(0)l Ax By C A B ++=+≠,圆222:()()(0)C x a y b r r -+-=>,圆心(,)C a b 到直线l 的距离记为d =:当d r <时,直线l 与圆C 相交;当d r =时,直线l 与圆C 相切; 当d r >时,直线l 与圆C 相离.要点诠释:(1)当直线和圆相切时,求切线方程,一般要用到圆心到直线的距离等于半径;求切线长,一般要用到切线长、圆的半径、圆外点与圆心连线构成的直角三角形,由勾股定理解得.(2)当直线和圆相交时,有关弦长的问题,要用到弦心距、半径和半弦构成的直角三角形,也是通过勾股定理解得,有时还用到垂径定理.(3)当直线和圆相离时,常讨论圆上的点到直线的距离问题,通常画图,利用数形结合来解决. 要点八:圆与圆的位置关系 1.圆与圆的位置关系:(1)圆与圆相交,有两个公共点;(2)圆与圆相切(内切或外切),有一个公共点; (3)圆与圆相离(内含或外离),没有公共点. 2.圆与圆的位置关系的判定: (1)代数法:判断两圆的方程组成的方程组是否有解. 有两组不同的实数解时,两圆相交; 有一组实数解时,两圆相切; 方程组无解时,两圆相离. (2)几何法:圆2221111:()()C x a y b r -+-=与圆222222:()()C xa yb r-+-=,两圆圆心距d =当1212r r d r r -<<+时,两圆相交; 当12r r d +=时,两圆外切; 当12r r d +<时,两圆外离; 当12r r d -=时,两圆内切; 当12r r d ->时,两圆内含.要点诠释:判定圆与圆的位置关系主要是利用几何法,通过比较两圆的圆心距和两圆的半径的关系来确定,这种方法运算量小.也可利用代数法,但是利用代数法解决时,一是运算量大,二是方程组仅有一解或无解时,两圆的位置关系不明确,还要比较两圆的圆心距和两圆半径的关系来确定.因此,在处理圆与圆的位置关系时,一般不用代数法.要点九:求圆的切线方程的常用方法:(1)直接法:应用常见结论,直接写出切线方程;(2)待定系数法:设出切点坐标或切线斜率,由题意列出方程(组)解得切点坐标或切线斜率,写出点斜式,最后将点斜式化为一般式;(3)定义法:根据直线方程的定义求出切线方程. 常见圆的切线方程:①过圆222x y r +=上一点()00,P x y 的切线方程是200x x y y r +=;②过圆()()222x a y b r -+-=上一点()00,P x y 的切线方程是:()()()()200x a x a y b y b r --+--=.要点十:空间直角坐标系空间直角坐标系中坐标的求法:过该点作两条轴所确定平面的平行平面交另一轴于一点,交点在这条轴上的坐标就是已知点相应的一个坐标.确定简单几何体的顶点坐标是今后正确运用坐标法解题的关键,必须要熟练且正确地掌握空间直角坐标系的建立与中点坐标的确定方法. 【典型例题】类型一:直线方程的综合问题例1.已知A (-m -3,2),B (-2m -4,4),C (-m ,m ),D (3,3m+2),若直线AB ⊥CD ,求m 的值. 【思路点拨】两直线垂直⇔121k k =-的前提条件是1k 、2k 均存在且不为零,所以这类问题应分斜率存在和不存在两种情况讨论. 【答案】1或-1【解析】∵ A 、B 两点纵坐标不相等,∴ AB 与x 轴不平行. ∵ AB ⊥CD ,∴ CD 与x 轴不垂直,-m ≠3,m ≠-3. ①当AB 与x 轴垂直时,-m -3=-2m -4,解得m =-1.而m =-1时,C 、D 纵坐标均为-1,∴ CD ∥x 轴,此时AB ⊥CD ,满足题意.②当AB 与x 轴不垂直时,由斜率公式42224(3)(1)AB k m m m -==------+,322(1)3()3CD m m m k m m +-+==--+.∵ AB ⊥CD ,∴ 1A B C Dk k =-,即22(1)1(1)3m m m +=--++,解得m =1.综上,m 的值为1或-1.举一反三:【变式1】已知1l :23250,:(31)20x ay l a x ay +-=---=,求使12//l l 的a 的值. 【答案】0或16- 【解析】解法一:当直线斜率不存在,即0a =时,有12:350,:20l x l x -=--=,符合12//l l ;直线斜率存在时,123311//26a l l a a a -⇔-=⇔=-. 故使12//l l 的a 的值为0或16-. 解法二:由12//3()(31)20,l l a a a ⇔⋅---⋅=解得0a =或16-,故使12//l l 的a 的值为0或16-. 例2.已知三条直线120(0)l x y a a -+=>:,24210l x y --=:,310l x y +-=:且1l 与2l的距离为(1)求a 的值.(2)能否找到一点P ,使得点P 同时满足下列三个条件:①点P 是第一象限点,②点P 到1l 、3l 的P 到1l 、2l 的距离比是1:2.若能,求点P 的坐标;若不能,说明理由.【思路点拨】用平行线间的距离、点到直线的距离公式求解. 【答案】(1)3 (2)137918P ⎛⎫⎪⎝⎭, 【解析】(1)直线2l 的方程变为1202x y --=, ∴ 1l 与2的距离d ==∴ 1722a +=,∵ 0a >,∴ 3a =. (2)设P (x 0,y 0),若点P 满足条件③,则点P 在与直线1l 、2l 平行的直线20l x y c '-+=:上,=,即132c =或116,∴ l '为0013202x y -+=或0011206x y -+=. 若点P 满足条件②,由点到直线的距离公式得002=解得00240x y -+=或0320x +=(∵ 点P 是第一象限点,∴ 不合题意,舍去).联立方程000013202240x y x y ⎧-+=⎪⎨⎪-+=⎩,, 解得00312x y =-⎧⎪⎨=⎪⎩,舍去. 联立方程000011206240x y x y ⎧-+=⎪⎨⎪-+=⎩, 解得00193718x y ⎧=⎪⎪⎨⎪=⎪⎩,. ∴ 137918P ⎛⎫ ⎪⎝⎭,为同时满足三个条件的点.【总结升华】本题综合性较强,用距离公式时要注意转化为方程的一般形式.例3.求直线:240a x y +-=关于直线:3410l x y +-=对称的直线b 的方程.【思路点拨】1.曲线的对称通常转化为点的中心对称或轴对称(这里既可选特殊点,也可选任意点实施转化).2.由平面几何知识可知,若a 与b 关于l 对称,则应具有下列几何性质:(1)若点A 在直线a 上,则A 点关于l 的对称点B 一定在直线b 上,即l 为线段AB 的垂直平分线(AB l ⊥,AB 的中点在l 上);(2)设(,)P x y 是所求直线b 上一点,则P 关于l 的对称点(,)P x y '''的坐标适合直线a 的方程; (3)若a 与b 相交,则l 过a 与b 交点,只需求出交点和一个对称点,利用两点式就可以求出答案;若//a l ,则////b l a ,三条直线的斜率相等,只需再求出一个对称点,利用点斜式可以求出答案. 【解析】方法一:在直线:240a x y +-=上取一点(2,0)A ,设A 点于l 的对称点00(,)B x y ,则0000203410220423x y y x ++⎧⋅+⋅-=⎪⎪⎨-⎪=-⎪⎩,解得48(,)55B -,由2403410x y x y +-=⎧⎨+-=⎩,解得交点(3,2)D -.由两点式可求得直线b 的方程:211160x y ++=.方法二:设(,)P x y 是所求直线b 上任一点;设P 关于l 的对称点(,)P x y ''',则有:''341022'4'3y y x x y y x x ++⎧⋅+⋅-=⎪⎪⎨-⎪=⎪-⎩,解得7246'252478'25x y x x y y -+⎧=⎪⎪⎨--+⎪=⎪⎩∵(,)P x y '''在直线:240a x y +-=上,∴724624782402525x y x y -+--+⋅+-=,整理得211160x y ++=, 故所求直线b 的方程:211160x y ++=.【总结升华】1. 对称问题是高考的热点之一,一般包括点关于点对称,直线关于点对称,点关于直线对称,直线关于直线对称,要掌握通解通法和记忆一些常用结论.2. 求一条直线关于已知直线的对称直线,基本方法之一在直线上任取两点求其对称点,方法之二是利用相关点——伴随曲线方法解决,其中方法2还可以推广,如改变直线a 为二次曲线C ,仍可用此方法解决.举一反三:【变式1】由点P (2,3)发出的光线射到直线1x y +=-上,反射后过点Q (1,1),则反射光线所在直线的一般方程为________.【答案】:4510x y -+=【解析】设点P 关于直线1x y +=-的对称点00(,)P x y ',则00(,)P x y '满足条件0000231,2231,2x y y x ++⎧+=-⎪⎪⎨-⎪=-⎪⎩ 解得(4,3)P '--,∴ 由直线方程的两点式可求得反射光线所在直线方程为311(1)41y x ---=---,即4510x y -+=. 类型二:圆的方程的综合问题例4.(2016 天津河西区模拟)已知圆C 经过点A (2,0)、(1,3)B,且圆心C 在直线y =x 上.(1)求圆C 的方程; (2)过点的直线l截圆所得弦长为l 的方程. 【思路点拨】(1)求出圆心坐标与半径,即可求圆C 的方程;(2)设出直线方程,利用点到直线的距离以及半径半弦长求解即可. 【答案】(1)x 2+y 2=4;(2)x =1或y x =+ 【解析】(1)AB的中点坐标3(,22-,AB可得AB垂直平分线为60y +=,与x -y =0的交点为(0,0), 圆心坐标为(0,0),半径为2,所以圆C 的方程为x 2+y 2=4; (2)直线的斜率存在时,设直线l 的斜率为k ,又直线l过, ∴直线l的方程为(1)y k x -=-,即y kx k =, 则圆心(0,0)到直线的距离||k d -=,又圆的半径r =2,截得的弦长为22(||)4k=,解得:3k=-,则直线l的方程为y x=+当直线的斜率不存在时,直线方程为x=1,满足题意.直线l的方程:x=1或33y x=-+.【总结升华】此题考查了直线与圆相交的性质,涉及的知识有点到直线的距离公式,垂径定理及勾股定理,当直线与圆相交时,常常利用弦长的一半,圆的半径及弦心距构造直角三角形来解决问题.举一反三:【变式1】直线l被圆C:2220x y y+-=所截得的弦的中点是13(,)22M-,求直线l的方程.【答案】20x y--=【变式2】(2015春东台市校级期中)已知:圆C:22(1)(2)25x y-+-=,直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,求:(1)求直线l恒过定点P的坐标;(2)求直线l被圆M截得的弦长最小时的方程.【答案】(1)P(3,1);(2)2x-y-5=0.【解析】(1)直线l:(2m+1)x+(m+1)y-7m-4=0,即为m(2x+y-7)+(x+y-4)=0,令27040x yx y+=+-=⎧⎨⎩-,则31xy=⎧⎨=⎩.故直线l恒过点P(3,1);(2)当圆心C到直线l的距离最大时弦长最短,此时CP⊥l,圆C:22(1)(2)25x y-+-=的圆心C(1,2),由直线CP的斜率为211132-=--,即有直线l的斜率为2,即2121mm+-=+,即34m=-,则直线l的方程为2x-y-5=0.例5.已知圆的方程:2222(2)20x y ax a y+-+-+=,其中a≠1,且a∈R.(1)求证:a ≠1,且a ∈R 时,圆恒过定点;(2)求与圆相切的直线方程;(3)求证圆心总在一条直线上,并求其方程.【思路点拨】本题是含参数的圆的方程,可用分离参数法、待定系数法、配方法解题.【解析】(1)证明:方程2222(2)20x y ax a y +-+-+=变为2242(22)0x y y a x y +-+--=, 令22420220x y y x y ⎧+-+=⎨-=⎩,,解得11x y =⎧⎨=⎩,. ∴ 定点为(1,1).故圆恒过定点(1,1).(2)解:易求圆心坐标为(a ,2-a ),半径为1|a -.设所求切线方程为y kx b =+,即0kx y b -+=,则圆心到直线的距离等于半径,即1|a =-恒成立,即22222(1)4(1)2(1)k a k a k +-+++ 222(1)2(2)(1)(2)k a b k a b =++-++-恒成立.比较系数可得222222(1)(1)4(1)2(2)(1)2(1)(2)k k k b k k b ⎧+=+⎪-+=-+⎨⎪+=-⎩,,, 解得10k b =⎧⎨=⎩,. 故所求切线方程为y =x .(3)解:易求圆心坐标为(a ,2-a ),又设圆心坐标为(x ,y ),则2x a y a =⎧⎨=-⎩,, 消去a ,可得2y x =-,即20x y +-=.故圆心(a ,2-a )总在直线x+y -2=0上.举一反三:【变式1】求过两圆2220x y x y +---=与224480x y x y ++--=的交点和点(3,1)的圆的方程.【解析】设所求圆的方程为22222(448)0x y x y x y x y λ+---+++--=,∵ 点(3,1)在圆上,把(3,1)代入圆的方程求得25λ=-. ∴ 所求圆的方程为223313360x y x y +-++=.【总结升华】注意圆系方程的特殊情形:过直线与圆的交点的圆系方程和过圆与圆的交点的圆的方程.类型三:直线与圆的方程的综合问题例6.已知圆C 的圆心为坐标原点O,且与直线1:0l x y --=相切.(1)求圆C 的方程;(2)若与直线1l 垂直的直线2l 与圆C 交于不同的两点P 、Q ,且以PQ 为直径的圆过原点,求直线2l 的方程.【思路点拨】(1)根据点到直线的距离确定圆的半径,则圆的方程可得.(2)设出直线2l 的方程,判断出△OPQ 为等腰直角三角形,求得圆心到直线2l 的距离,进而利用点到直线的距离求得C ,则直线方程可得.【答案】(1)224x y +=;(2)x +y +2=0或x +y -2=0.【解析】(1)由已知圆心到直线的距离为半径,求得半径2r ==, ∴ 圆的方程为224x y +=.(2)设直线2l 的方程为x +y +c =0, 由已知△OPQ 为等腰直角三角形,则圆心到直线2l 的距离为1,利用点到直线的距离公式得, 求得c =±2.∴ 直线2l 的方程为x +y +2=0或x +y -2=0.举一反三:【变式1】已知直线l 过点P (2,4),且与圆224x y +=相切,求直线l 的方程.错解:∵ 2OP k =,且OP l ⊥,∴ 12l k =-, ∴ l 的方程为14(2)2y x -=--,即2100x y +-=. 错因分析:本题错误的原因是误把点P 当作切点.求过定点的圆的切线方程,应首先验证定点是否在圆上.正解:当直线斜率不存在时,直线l 的方程为x =2,适合题意.当直线斜率存在时,设直线l 的方程为4(2)y k x -=-,即4020kx y k -+-=,∵ 直线与圆相切,∴|2=,解得34k =, ∴ 直线l 的方程为34100x y -+=.∴ 直线l 的方程为2x =或34100x y -+=.例7.已知m ∈R ,直线2(1)4l mx m y m -+=:和圆2284160C x y x y +-++=:.(1)求直线l 斜率的取值范围;(2)直线l 能否将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧?为什么? 【答案】(1)1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,(2)不能 【解析】(1)直线l 的方程可化为22411m m y x m m =-++, 直线l 的斜率21m k m =+. 因为21||(1)2m m ≤+, 所以2||1||12m k m =≤+,当且仅当||1m =时等成立. 所以斜率k 的取值范围是1122⎡⎤-⎢⎥⎣⎦,. (2)不能.由(1)知l 的方程为y =k (x -4),其中||k ≤12. 圆C 的圆心为C (4,-2),半径r =2.圆心C 到直线l 的距离d =.由1||2k ≤,得d 1>,即2r d >. 从而,若l 与圆C 相交,则圆C 截直线l 所得的弦所对的圆心角小于23π. 所以l 不能将圆C 分割成弧长的比值为12的两段圆弧. 类型四:空间直角坐标系例8.正方形ABCD ,ABEF 的边长都是1,并且平面ABCD ⊥平面ABEF ,点M 在AC 上移动,点N在BF 上移动.若|CM|=|BN|=a (0a <<).当a 为何值时,|MN|最小?【思路点拨】建立空间直角坐标系,把|MN|写成a 的函数,用函数的思想方法解题.【答案】2【解析】因为平面ABCD ⊥平面ABEF ,且交线为AB ,BE ⊥AB ,所以BE ⊥平面ABCD ,所以BA ,BC ,BE 两两垂直.取B 为坐标原点,过BA ,BE ,BC的直线分别为x 轴,y 轴和z 轴,建立如图所示的空间直角坐标系.因为|BC|=1,|CM|=a ,且点M 在坐标平面xBz 内且在正方形ABCD 的对角线上,所以点,0,122m a a ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭.因为点N 在坐标平面xBy 内且在正方形ABEF 的对角线上,|BN|=a ,所以点,,022N a a ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭.由空间两点间的距离公式,得||MN ==,当2a =(满足0a <<|MN|最小,最小值为2. 【总结升华】由于图形中出现了两两垂直的三条直线,因此采用了建立空间直角坐标系,把几何问题转化为代数问题的方法求解,利用空间两点间的距离公式求得MN 的长度,并利用二次函数求MN 的最小值.举一反三:【变式1】空间直角坐标系中,在平面xoy 内的直线1x y +=上确定一点M ,使它到点N (6,5,1)的距离最小,求出最小值.【思路点拨】注意在平面xoy 内的直线1x y +=上的点的特点.【解析】设点(,1,0)M x x -,则||MN ==当1x =时,min ||MN =M (1,0,0).。
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《几何图形初步》全章复习与巩固(提高)知识讲解撰稿:孙景艳审稿:赵炜【学习目标】1.认识一些简单的几何体的平面展开图及三视图,初步培养空间观念和几何直观;2.掌握直线、射线、线段、角这些基本图形的概念、性质、表示方法和画法;3.初步学会应用图形与几何的知识解释生活中的现象及解决简单的实际问题;4.逐步掌握学过的几何图形的表示方法,能根据语句画出相应的图形,会用语句描述简单的图形.【高清课堂:图形认识初步章节复习399079 本章知识结构】【知识网络】【要点梳理】要点一、多姿多彩的图形1.几何图形的分类要点诠释:在给几何体分类时,不同的分类标准有不同的分类结果.2.立体图形与平面图形的相互转化(1)立体图形的平面展开图:把立体图形按一定的方式展开就会得到平面图形,把平面图形按一定的途径进行折叠就会立体图形:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球等.⎧⎨⎩平面图形:三角形、四边形、圆等.几何图形⎧⎨⎩得到相应的立体图形,通过展开与折叠能把立体图形和平面图形有机地结合起来. 要点诠释:①对一些常见立体图形的展开图要非常熟悉,例如正方体的 11种展开图,三棱柱,圆柱等的展开图;②不同的几何体展成不同的平面图形,同一几何体沿不同的棱剪开,可得到不同的平面图形,那么排除障碍的方法就是:联系实物,展开想象,建立“模型”,整体构想,动手实践. (2)从不同方向看:主(正)视图----------从正面看 几何体的三视图 左视图----------------从左边看俯视图----------------从上面看要点诠释:①会判断简单物体(直棱柱、圆柱、圆锥、球)的三视图. ②能根据三视图描述基本几何体或实物原型. (3)几何体的构成元素及关系几何体是由点、线 、面构成的.点动成线,线与线相交成点;线动成面,面与面相交成线;面动成体,体是由面组成.要点二、直线、射线、线段1. 直线,射线与线段的区别与联系2. 基本性质(1)直线的性质:两点确定一条直线. (2)线段的性质:两点之间,线段最短. 要点诠释:①本知识点可用来解释很多生活中的现象. 如:要在墙上固定一个木条,只要两个钉子就可以了,因为如果把木条看作一条直线,那么两点可确定一条直线。
②连接两点间的线段的长度,叫做两点间的距离.3.画一条线段等于已知线段(1)度量法:可用直尺先量出线段的长度,再画一条等于这个长度的线段.(2)用尺规作图法:用圆规在射线AC 上截取AB=a,如下图:4.线段的比较与运算 (1)线段的比较:比较两条线段的长短,常用两种方法,一种是度量法;一种是叠合法.(2)线段的和与差:如下图,有AB+BC=AC ,或AC=a+b ;AD=AB-BD 。
(3)线段的中点:把一条线段分成两条相等线段的点,叫做线段的中点.如下图,有:12AM MB AB ==要点诠释:①线段中点的等价表述:如上图,点M 在线段上,且有12AM AB =,则点M 为线段AB 的中点.②除线段的中点(即二等分点)外,类似的还有线段的三等分点、四等分点等.如下图,点M,N,P 均为线段AB 的四等分点.PNAB PB NP MN AM 41==== 要点三、角 1.角的度量(1)角的定义:有公共端点的两条射线组成的图形叫做角,这个公共端点是角的顶点,这两条射线是角的两条边;此外,角也可以看作由一条射线绕着它的端点旋转而形成的图形. (2)角的表示方法:角通常有三种表示方法:一是用三个大写英文字母表示,二是用角的顶点的一个大写英文字母表示,三是用一个小写希腊字母或一个数字表示.例如下图:ba MBA要点诠释:①角的两种定义是从不同角度对角进行的定义;②当一个角的顶点有多个角的时候,不能用顶点的一个大写字母来表示. (3)角度制及角度的换算1周角=360°,1平角=180°,1°=60′,1′=60″,以度、分、秒为单位的角的度量制,叫做角度制. 要点诠释:①度、分、秒的换算是60进制,与时间中的小时分钟秒的换算相同.②度分秒之间的转化方法:由度化为度分秒的形式(即从高级单位向低级单位转化)时用乘法逐级进行;由度分秒的形式化成度(即低级单位向高级单位转化)时用除法逐级进行. ③同种形式相加减:度加(减)度,分加(减)分,秒加(减)秒;超60进一,减一 成60. (4)角的分类(5)画一个角等于已知角(1)借助三角尺能画出15°的倍数的角,在0~180°之间共能画出11个角. (2)借助量角器能画出给定度数的角. (3)用尺规作图法. 2.角的比较与运算(1)角的比较方法: ①度量法;②叠合法. (2)角的平分线:从一个角的顶点出发,把这个角分成相等的两个角的射线,叫做这个角的平分线,例如:如下图,因为OC 是∠AOB 的平分线,所以∠1=∠2=12∠AOB ,或∠AOB=2∠1=2∠2. 类似地,还有角的三等分线等.∠β 锐角直角钝角平角周角 范围0<∠β<90° ∠β=90° 90°<∠β<180° ∠β=180°∠β=360°3.角的互余互补关系余角补角(1)若∠1+∠2=90°,则∠1与∠2互为余角.其中∠1是∠2的余角,∠2是∠1的余角. (2)若∠1+∠2=180°,则∠1与∠2互为补角.其中∠1是∠2的补角,∠2是∠1的补角. (3)结论: 同角(或等角)的余角相等;同角(或等角)的补角相等.要点诠释:①余角(或补角)是两个角的关系,是成对出现的,单独一个角不能称其为余角(或补角).②一个角的余角(或补角)可以不止一个,但是它们的度数是相同的.③只考虑数量关系,与位置无关.④“等角是相等的几个角”,而“同角是同一个角” .4.方位角以正北、正南方向为基准,描述物体运动的方向,这种表示方向的角叫做方位角.要点诠释:(1)方位角还可以看成是将正北或正南的射线旋转一定角度而形成的.所以在应用中一要确定其始边是正北还是正南.二要确定其旋转方向是向东还是向西,三要确定旋转角度的大小.(2)北偏东45 °通常叫做东北方向,北偏西45 °通常叫做西北方向,南偏东45 °通常叫做东南方向,南偏西45 °通常叫做西南方向.(3)方位角在航行、测绘等实际生活中的应用十分广泛.【典型例题】类型一、概念或性质的理解1.下列判断错误的有( )①延长射线OA;②直线比射线长,射线比线段长;③如果线段PA=PB,则点P是线段AB的中点;④连接两点间的线段,叫做两点间的距离.A.0个B.2个C.3个D.4个【答案】D【解析】①由于射线向一方无限延伸,因此,不能延长射线;②由于直线向两方无限延伸,射线向一方无限延伸,因此它们都是不能度量的,所以它们不存在相等或不相等的关系,而线段是可以度量的,可以比较线段的长短;③线段PA=PB,只有当点P在线段AB上时,才是线段AB的中点,否则就不是;④两点间的距离是表示大小的量,而线段是图形,二者的本质属性不同.【总结升华】本题考查的是基本概念,要抓住概念间的本质区别.举一反三:【变式】下列说法正确的个数有( )①若∠1+∠2+∠3=90°,则∠1,∠2,∠3互余.②互补的两个角一定是一个锐角和一个钝角.③因为钝角没有余角,所以,只有当角为锐角时,“一个角的补角比这个角的余角大”这个说法才正确.A.0个B.1个C.2个D.3个【答案】B 提示:③正确类型二、立体图形与平面图形的相互转化1. 展开与折叠问题2.如图所示,它们的平面展开图是由5个大小相同的正方形组成,其中沿正方形的边不能折成无盖小方盒的是().【答案】B【解析】图形B无论怎样折叠都有一个侧面重合,这样就缺少一个侧面,所以图形B不能折成无盖小方盒.【总结升华】解题时勿忘记四棱柱的特征及正方体展开图的各种情形.举一反三:【变式】已知O为圆锥的顶点,M为圆锥底面圆上一点,点P在OM上.一只蜗牛从P点出发,绕圆锥侧面爬行,回到P点时,所爬过的最短路线的痕迹如图所示.若沿OM将圆锥侧面剪开并展平,所得侧面展开图(如图)是().【答案】D2.从不同方向看3. (河北)将正方体骰子(相对面上的点数分别为1和6,2和5,3和4)放置于水平桌面上,如图1所示.在图2中,将骰子向右翻滚90°,然后在桌面上按逆时针方向旋转90°,则完成一次变换.若骰子的初始位置为图1所示的状态,那么按上述规则连续完成10次变换后,骰子朝上一面的点数是().A.6 B.5 C.3 D.2【答案】B【解析】第一次变换:将骰子向右翻滚90°,正面向上的应当是5,右面的是3,正面是1,再在桌面上按逆时针方向旋转90°,面向上的应当是5,右面的是1,正面是4;第二次变换:将骰子向右翻滚90°,正面向上的应当是6,右面的是5,正面是4,再在桌面上按逆时针方向旋转90°,面向上的应当是6,右面的是4,正面是2;第三次变换:将骰子向右翻滚90°,正面向上的应当是3,右面的是6,正面是2,再在桌面上按逆时针方向旋转90°,正面向上的应当是3,右面的是2,正面是1,就回到了初始状态.所以每完成三次变换即可回到原来的位置,所以第十次变换后的状态与第一次变换后的状态相同,所以朝上一面的点数是5.【总结升华】先找到规律再从上面看便得答案.举一反三:【变式1】(南昌)沿圆柱体上底面直径截去一部分后的物体如图所示,它的俯视图是().【答案】D【高清课堂:图形认识初步章节复习399079 多姿多彩的图形例2】【变式2】如图,是由一些完全相同的小立方块搭成的几何体的三种视图,那么搭成这个几何体所用的小立方块的个数是()A. 5个B. 6个C. 7个D. 8个【答案】D类型三.互余互补的有关计算4. (安徽芜湖)如图所示的4×4正方形网格中,∠1+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6+∠7等于()A.330°B.315°C.310°D.320°【答案】B【解析】通过网格的特征首先确定∠4=45°.由图形可知:∠l与∠7互余,∠2与∠6互余,∠3与∠5互余,所以∠l+∠2+∠3+∠4+∠5+∠6+∠7=90°+90°+90°+45°=315°.【总结升华】互余的两个角只与数量有关,而与位置无关.举一反三:【变式】如图所示,AB和CD都是直线,∠AOE=90°,∠3=∠FOD,∠1=27°20′,求∠2,∠3.【答案】解:因为∠AOE=90°,所以∠2=90°-∠1=90°-27°20′=62°40′.又∠AOD=180°-∠1=152°40′,∠3=∠FOD.所以∠3=12∠AOD=76°20′.答:∠2为62°40′,∠3为76°20′.类型四.方向角5. (山东潍坊)用A、B、C分别表示学校、小明家、小红家,已知学校在小明家的南偏东25°,小红家在小明家正东,小红家在学校北偏东35°,则∠ACB等于() A.35°B.55°C.60°D.84°【思路点拨】根据方位角的概念,分清方向,正确地画出图形,即可求解.【答案】B【解析】根据题意画出图形如下:∵∠ACB与35°互余,∴∠ACB=90°-35°=55°【总结升华】解答此类题需要从运动的角度,正确画出方位角,找准中心是解答此类题的关键.举一反三:【变式】(张家界模拟)考点办公室设在校园中心O点,带队老师休息室A位于O点的北偏东45°,某考室B位于O点南偏东60°,请在图(1)中画出射线OA、OB,并计算∠AOB 的度数.【答案】解:如图(2),以O 为顶点,正北方向线为始边向东旋转45°,得OA ;以O 为顶点,正南方向线为始边向东旋转60°,得OB ,则∠AOB =180°-(45°+60°)=75°.类型五.利用数学思想方法解决有关线段或角的计算1.方程的思想方法6. 如图所示,B 、C 是线段AD 上的两点,且32CD AB =,AC =35cm ,BD =44cm ,求线段AD 的长.【答案与解析】解:设AB =x cm ,则3cm 2CD x =(35)cm BC x =-或3(44)cm 2x -于是列方程,得335442x x -=-解得:x =18,即AB =18(cm ) 所以BC =35-x =35-18=17(cm )33182722CD x ==⨯=(cm ) 所以AD =AB+BC+CD =18+17+27=62(cm )【总结升华】根据题中的线段关系,巧设未知数,列方程求解. 2.分类的思想方法7. 同一直线上有A 、B 、C 、D 四点,已知AD =59DB ,AC =95CB ,且CD =4cm ,求AB 的长.【思路点拨】先根据题意画出图形,再从图上直观的看出各线段的关系及大小. 【答案与解析】 解:利用条件中的AD =59DB ,AC =95CB ,设DB =9x ,CB =5y , 则AD =5x ,AC =9y ,分类讨论:(1)当点D ,C 均在线段AB 上时,如图所示:∵AB=AD+DB=14x,AB=AC+CB=14y,∴x=y∵CD=AC-AD=9y-5x=4x=4,∴x=1,∴AB=14x=14(cm).(2)当点D,C均不在线段AB上时,如图所示:方法同上,解得87AB=(cm).(3)如图所示,当点D在线段AB上而点C不在线段AB上时,方法同上,解得11253AB=(cm).(4)如图所示,当点C在线段AB上而点D不在线段AB上时,方法同上,解得11253AB=(cm).综上可得:AB的长为14cm,87cm,11253cm.【总结升华】解决没有图形的题目时,一要注意满足条件下的图形的多样性;二要注意解决的方法,注意方程法在解决图形问题中的应用. 在正确答案中,(3)与(4)的答案虽然相同,但作为图形上的差别应了解.类型六.钟表上的角8.如图所示,时钟的时针由3点整的位置(顺时针方向)转过多少度时,与分针第一次重合.【答案与解析】解:设时针转过的度数为x°时,与分针第一次重合,依题意有12x=90+x解得9011 x=答:时针转过9011⎛⎫⎪⎝⎭°时,与分针第一次重合.【总结升华】在相同时间里,分针转过的度数是时针的12倍,此外此问题可以转化为追及问题来解决.11。