高中数学通用模型解题精编版通用解体模型

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高中数学分解模型教案模板

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高中数学分解模型教案模板主题:分解模型教材目标:能够理解和运用分解模型进行数学问题的解决。

教学目标:1. 理解分解模型的概念和原理。

2. 掌握如何运用分解模型解决数学问题。

3. 提高解决问题的思维能力和逻辑推理能力。

教学内容:1. 分解模型的概念和基本原理。

2. 利用分解模型解决代数表达式的因式分解问题。

3. 运用分解模型解决实际生活中的问题。

教学过程:1. 导入:教师通过提出一个简单的问题引入分解模型的概念。

2. 概念讲解:教师讲解分解模型的定义、原理和运用方法。

3. 实例演练:用一些简单的代数表达式让学生尝试进行因式分解,并解释每一步的思路。

4. 练习训练:让学生进行一些练习题,加深对分解模型的理解和应用能力。

5. 拓展应用:让学生运用所学的知识解决一些实际应用问题。

6. 总结:教师和学生一起总结本节课所学的知识点和解题方法。

教学资源:1. 教学课件:包括分解模型的定义、原理和应用实例。

2. 习题册:包括一些代数表达式的因式分解题目,供学生练习。

3. 视频资源:可以引入一些相关的视频资源帮助学生理解分解模型。

评估方式:1. 课堂练习:根据学生在课堂上的表现来评估其对分解模型的掌握程度。

2. 作业:布置一些相关的作业题目,检查学生对分解模型的理解和运用能力。

3. 小测验:可以利用小测验来检验学生在分解模型方面的能力。

教学反思:1. 针对学生的反馈,及时调整教学方法和内容,确保学生能够有效地掌握分解模型。

2. 不断提高教学质量,创造更多互动和探索的机会,激发学生学习的兴趣。

教学建议:1. 定期进行复习和总结,巩固学生对分解模型的理解和应用能力。

2. 鼓励学生进行探索和实践,培养其解决问题的能力和创新思维。

高中数学-球专题讲义模型全解-简化学生版

高中数学-球专题讲义模型全解-简化学生版

专题一 墙角模型如果一个多面体的各个顶点都在同一个球面上,那么称这个多面体是球的内接多面体,这个球称为多面体的外接球.有关多面体外接球的问题,是立体几何的一个重点与难点,也是高考考查的一个热点.考查学生的空间想象能力以及化归能力.研究多面体的外接球问题,既要运用多面体的知识,又要运用球的知识,解决这类问题的关键是抓住内接的特点,即球心到多面体的顶点的距离等于球的半径.并且还要特别注意多面体的有关几何元素与球的半径之间的关系,而多面体外接球半径的求法在解题中往往会起到至关重要的作用.球的内切问题主要是指球外切多面体与旋转体,解答时首先要找准切点,通过作截面来解决.如果外切的是多面体,则作截面时主要抓住多面体过球心的对角面来作.当球与多面体的各个面相切时,注意球心到各面的距离相等即球的半径,求球的半径时,可用球心与多面体的各顶点连接,球的半径为分成的小棱锥的高,用体积法来求球的半径.空间几何体的外接球与内切球十大模型1.墙角模型;2.对棱相等模型;3.汉堡模型;4.垂面模型;5.切瓜模型;6.斗笠模型;7.鳄鱼模型;8.已知球心或球半径模型;9.最值模型;10.内切球模型.【方法总结】墙角模型是三棱锥有一条侧棱垂直于底面且底面是直角三角形模型,用构造法(构造长方体)解决.外接球的直径等于长方体的体对角线长(在长方体的同一顶点的三条棱长分别为a,b,c,外接球的半径为R,则2R= a2+b2+c2.),秒杀公式:R2=a2+b2+c24.可求出球的半径从而解决问题.有以下四种类型:【例题选讲】例1.[例] (1)已知三棱锥A-BCD的四个顶点A,B,C,D都在球O的表面上,AC⊥平面BCD,BC⊥CD,且AC=3,BC=2,CD=5,则球O的表面积为( )A.12πB.7πC.9πD.8π(2)若三棱锥S−ABC的三条侧棱两两垂直,且SA=2,SB=SC=4,则该三棱锥的外接球半径为( ).A.3B.6C.36D.9(3)已知S,A,B,C,是球O表面上的点,SA⊥平面ABC,AB⊥BC,SA=AB=1,BC=2,则球O的表面积等于( ).A.4πB.3πC.2πD.π(4)在正三棱锥S-ABC中,M,N分别是棱SC,BC的中点,且AM⊥MN,若侧棱SA=23,则正三棱锥S-ABC外接球的表面积是________.(5)(2019全国Ⅰ)已知三棱锥P-ABC的四个顶点在球O的球面上,PA=PB=PC,△ABC是边长为2的正三角形,E,F分别是PA,AB的中点,∠CEF=90°,则球O的体积为( ).A.86πB.46πC.26πD.6π(6)已知二面角α-l-β的大小为π3,点P∈α,点P在β内的正投影为点A,过点A作AB⊥l,垂足为点B,点C∈l,BC=22,PA=23,点D∈β,且四边形ABCD满足∠BCD+∠DAB=π.若四面体PACD的四个顶点都在同一球面上,则该球的体积为________.【对点训练】1.点A,B,C,D均在同一球面上,且AB,AC,AD两两垂直,且AB=1,AC=2,AD=3,则该球的表面积为( )A.7πB.14πC.72πD.714π32.等腰△ABC中,AB=AC=5,BC=6,将△ABC沿BC边上的高AD折成直二面角B-AD-C,则三棱锥B-ACD的外接球的表面积为( )A.5πB.203πC.10πD.34π3.已知球O的球面上有四点A,B,C,D,DA⊥平面ABC,AB⊥BC,DA=AB=BC=2,则球O的体积等于________.4.已知四面体P-ABC四个顶点都在球O的球面上,若PB⊥平面ABC,AB⊥AC,且AC=1,AB=PB =2,则球O的表面积为________.5.三棱锥P-ABC中,△ABC为等边三角形,PA=PB=PC=3,PA⊥PB,三棱锥P-ABC的外接球的体积为( )A.272πB.2732π C.273π D.27π6.在空间直角坐标系Oxyz中,四面体ABCD各顶点的坐标分别为A(2,2,1),B(2,2,-1),C(0,2,1),D (0,0,1),则该四面体外接球的表面积是( )A.16πB.12πC.43πD.6π7.在平行四边形ABCD中,∠ABD=90°,且AB=1,BD=2,若将其沿BD折起使平面ABD⊥平面BCD,则三棱锥A-BDC的外接球的表面积为( D )A.2πB.8πC.16πD.4π8.在正三棱锥S-ABC中,点M是SC的中点,且AM⊥SB,底面边长AB=22,则正三棱锥S-ABC的外接球的表面积为( )A.6πB.12πC.32πD.36π9.在古代将四个面都为直角三角形的四面体称之为鳖臑,已知四面体A-BCD为鳖臑,AB⊥平面BCD,且AB=BC=36CD,若此四面体的体积为833,则其外接球的表面积为________.10.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是边长为32的正方形,AA1=3,E是线段A1B1上一点,若二面角A-BD-E的正切值为3,则三棱锥A-A1D1E外接球的表面积为________.专题二 对棱相等模型【方法总结】对棱相等模型是三棱锥的三组对棱长分别相等模型,用构造法(构造长方体)解决.外接球的直径等于长方体的体对角线长,即2R=a2+b2+c2(长方体的长、宽、高分别为a、b、c).秒杀公式:R2=x2+y2+z28(三棱锥的三组对棱长分别为x、y、z).可求出球的半径从而解决问题.【例题选讲】例2.[例] (1)正四面体的各条棱长都为2,则该正面体外接球的体积为________.(2)在三棱锥A-BCD中,AB=CD=2,AD=BC=3,AC=BD=4,则三棱锥A−BCD外接球的表面积为________.(4)在正四面体A-BCD中,E是棱AD的中点,P是棱AC上一动点,BP+PE的最小值为7,则该正四面体的外接球的体积是( )A.6πB.6πC.3632π D.3 2π(5)已知三棱锥A-BCD,三组对棱两两相等,且AB=CD=1,AD=BC=3,若三棱锥A-BCD的外接球表面积为9π2.则AC=________.【对点训练】1.已知正四面体ABCD的外接球的体积为86π,则这个四面体的表面积为________.2.表面积为83的正四面体的外接球的表面积为( )A.43πB.12πC.8πD.46π3.已知四面体ABCD满足AB=CD=6,AC=AD=BC=BD=2,则四面体ABCD的外接球的表面积是________.4.三棱锥中S-ABC,SA=BC=13,SB=AC=5,SC=AB=10.则三棱锥的外接球的表面积为______.5.已知一个四面体ABCD的每个顶点都在表面积为9π的球O的表面上,且AB=CD=a,AC=AD=BC =BD=5,则a=________.6.正四面体ABCD中,E是棱AD的中点,P是棱AC上一动点,BP+PE的最小值为14,则该正四面体的外接球表面积是( )A.12πB.32πC.8πD.24π专题三 汉堡模型【方法总结】汉堡模型是直棱柱的外接球、圆柱的外接球模型,用找球心法(多面体的外接球的球心是过多面体的两个面的外心且分别垂直这两个面的直线的交点.一般情况下只作出一个面的垂线,然后设出球心用算术方法或代数方法即可解决问题.有时也作出两条垂线,交点即为球心.)解决.以直三棱柱为例,模型如下图,由对称性可知球心O 的位置是△ABC 的外心O 1与△A 1B 1C 1的外心O 2连线的中点,算出小圆O 1的半径AO 1=r ,OO 1=h 2,∴R 2=r 2+h 24.【例题选讲】例3.[例] (1)(2013辽宁)已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上.若AB =3,AC =4,AB ⊥AC ,AA 1=12,则球O 的半径为( ).A.3172 B.210 C.132 D.310(2)设三棱柱的侧棱垂直于底面,所有棱长都为a ,顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( ).A.πa 2 B.73πa 2 C.113πa 2 D.37πa 2(3)(2009全国Ⅰ)直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的各顶点都在同一球面上,若AB =AC =AA 1=2,∠BAC =120°,则此球的表面积等于( ).A.10π B.20πC.30πD.40π(4)已知圆柱的高为2,底面半径为3,若该圆柱的两个底面的圆周都在同一个球面上,则这个球的表面积等于( )A.4πB.16π3C.32π3D.16π(5)若一个圆柱的表面积为12π,则该圆柱的外接球的表面积的最小值为( )A.(125-12)πB.123πC.(123+3)πD.16π【对点训练】一直三棱柱的每条棱长都是2,且每个顶点都在球O 的表面上,则球O 的表面积为( )A.28π3B.22π3C.43π3D.7π2.一个正六棱柱的底面是正六边形,其侧棱垂直于底面,已知该六棱柱的顶点都在同一个球面上,且该六棱柱的体积为98,底面周长为3,则这个球的体积为________.3.已知正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,底面积为334,一个侧面的周长为63,则正三棱柱ABC -A 1B 1C 1外接球的表面积为( )A.4πB.8πC.16πD.32π4.已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的6个顶点都在球O 的球面上,若AB =3,AC =1,∠BAC =60°,AA 1=2,则该三棱柱的外接球的体积为( )A.40π3B.4030π27 C.32030π27 D.20π5.已知矩形ABCD中,AB=2AD=2,E,F分别为AB,CD的中点,将四边形AEFD沿EF折起,使二面角A-EF-C的大小为120°,则过A,B,C,D,E,F六点的球的表面积为( )A.6πB.5πC.4πD.3π6.已知直三棱柱ABC-A1B1C1的6个顶点都在球O的表面上,若AB=AC=1,AA1=23,∠BAC= 2π3,则球O的体积为( )A.32π3B.3πC.4π3D.8π7.有一个圆锥与一个圆柱的底面半径相等,此圆锥的母线与底面所成角为60°,若此圆柱的外接球的表面积是圆锥的侧面积的4倍,则此圆柱的高是其底面半径的( )A.2倍B.2倍C.22倍D.3倍8.正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,二面角A1-BD-C1的大小为π3,则该正四棱柱外接球的表面积为( )A.12πB.14πC.16πD.18π9.正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,AA1=2,设四棱柱的外接球的球心为O,动点P在正方形ABCD的边上,射线OP交球O的表面点M,现点P从点A出发,沿着A→B→C→D→A运动一次,则点M经过的路径长为________.10.已知圆柱的上底面圆周经过正三棱锥P-ABC的三条侧棱的中点,下底面圆心为此三棱锥底面中心O.若三棱锥P-ABC的高为该圆柱外接球半径的2倍,则该三棱锥的外接球与圆柱外接球的半径的比值为____ ____.专题四 垂面模型【方法总结】垂面模型是有一条侧棱垂直底面的棱锥模型,可补为直棱柱内接于球,由对称性可知球心O的位置是△CBD的外心O1与△AB2D2的外心O2连线的中点,算出小圆O1的半径AO1=r,OO1=h2,∴R2=r2+h24.【例题选讲】例4.[例] (1)已知在三棱锥S-ABC中,SA⊥平面ABC,且∠ACB=30°,AC=2AB=23,SA=1.则该三棱锥的外接球的体积为( )A.13813πB.13πC.136πD.13136π(2)三棱锥P-ABC中,平面PAC⊥平面ABC,AB⊥AC,PA=PC=AC=2,AB=4,则三棱锥P-ABC的外接球的表面积为( )A.23πB.234πC.64πD.643π(3)在三棱锥S-ABC中,侧棱SA⊥底面ABC,AB=5,BC=8,∠ABC=60°,SA=25,则该三棱锥的外接球的表面积为( )A.643πB.2563πC.4363πD.2048327π(4)在三棱锥P-ABC中,已知PA⊥底面ABC,∠BAC=120˚,PA=AB=AC=2,若该三棱锥的顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为( )A.103πB.18πC.20πD.93π(5)在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=120°,AC=2,AB=1,设D为BC中点,且直线PD与平面ABC所成角的余弦值为55,则该三棱锥外接球的表面积为________.【对点训练】1.三棱锥S-ABC中,SA⊥底面ABC,若SA=AB=BC=AC=3,则该三棱锥外接球的表面积为( )A.18πB.21π2C.21πD.42π2.四面体ABCD的四个顶点都在球O的表面上,AB⊥平面BCD,△BCD是边长为3的等边三角形,若AB=2,则球O的表面积为( )A.4πB.12πC.16πD.32π3.已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,SA⊥平面ABC,SA=23,AB=1,AC=2,∠BAC=60°,则球O的表面积为( )A.4πB.12πC.16πD.64π4.在三棱锥P-ABC中,已知PA⊥底面ABC,∠BAC=60°,PA=2,AB=AC=3,若该三棱锥的顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为( )A.4π3B.82π3 C.8π D.12π5.在三棱锥A-BCD中,AC=CD=2,AB=AD=BD=BC=1,若三棱锥的所有顶点,都在同一球面上,则球的表面积是________.6.如图,在△ABC中,AB=BC=6,∠ABC=90°,点D为AC的中点,将△ABD沿BD折起到△PBD的位置,使PC=PD,连接PC,得到三棱锥P-BCD,若该三棱锥的所有顶点都在同一球面上,则该球的表面积是( )A.7πB.5πC.3πD.π7.已知点P,A,B,C,D是球O表面上的点,PA⊥平面ABCD,四边形ABCD是边长为23的正方形.若PA=26,则△OAB的面积为( ).A.3B.22C.33D.638.三棱锥P-ABC中,AB=BC=15,AC=6,PC⊥平面ABC,PC=2,则该三棱锥的外接球表面积为________.9.中国古代数学经典《九章算术》系统地总结了战国、秦、汉时期的数学成就,书中将底面为长方形且有一条侧棱与底面垂直的四棱锥称之为阳马,将四个面都为直角三角形的三棱锥称之为鳖臑,如图为一个阳马与一个鳖臑的组合体,已知PA⊥平面ABCE,四边形ABCD为正方形,AD=5,ED=3,若鳖臑P-ADE的外接球的体积为92π,则阳马P-ABCD的外接球的表面积为________.10.在四棱锥P-ABCD中,PA⊥平面ABCD,AP=2,点M是矩形ABCD内(含边界)的动点,且AB= 1,AD=3,直线PM与平面ABCD所成的角为π4.记点M的轨迹长度为α,则tanα=________.;当三棱锥P-ABM的体积最小时,三棱锥P-ABM的外接球的表面积为________.专题五 切瓜模型【方法总结】切瓜模型是有一侧面垂直底面的棱锥型,常见的是两个互相垂直的面都是特殊三角形且平面ABC⊥平面BCD,如类型Ⅰ,△ABC与△BCD都是直角三角形,类型Ⅱ,△ABC是等边三角形,△BCD是直角三角形,类型Ⅲ,△ABC与△BCD都是等边三角形,解决方法是分别过△ABC与△BCD的外心作该三角形所在平面的垂线,交点O即为球心.类型Ⅳ,△ABC与△BCD都一般三角形,解决方法是过△BCD的外心O1作该三角形所在平面的垂线,用代数方法即可解决问题.设三棱锥A-BCD的高为h,外接球的半径为R,球心为O.△BCD的外心为O1,O1到BD的距离为d,O与O1的距离为m,则R2=r2+m2,R2=d2+(h-m)2,解得R.可用秒杀公式:R2=r21+r22-l24(其中r1、r2为两个面的外接圆的半径,l为两个面的交线的长)【例题选讲】例5.[例] (1)已知在三棱锥P-ABC中,V P­ABC=433,∠APC=π4,∠BPC=π3,PA⊥AC,PB⊥BC,且平面PAC⊥平面PBC,那么三棱锥P-ABC外接球的体积为________.(2)如图,已知平面四边形ABCD满足AB=AD=2,∠A=60˚,∠C=90˚,将△ABD沿对角线BD翻折,使平面ABD⊥平面CBD,则四面体ABCD外接球的体积为________.(3)已知三棱锥A-BCD中,△ABD与△BCD是边长为2的等边三角形且二面角A-BD-C为直二面角,则三棱锥A-BCD的外接球的表面积为( )A.10π3B.5πC.6πD.20π3(4)已知ΔABC是以BC为斜边的直角三角形,P为平面ABC外一点,且平面PBC⊥平面ABC,BC=3,PB=22,PC=5,则三棱锥P-ABC外接球的表面积为________.(5)已知等腰直角三角形ABC中,AB=AC=2,D,E分别为AB,AC的中点,沿DE将△ABC折成直二面角(如图),则四棱锥A-DECB的外接球的表面积为________.【对点训练】1.把边长为3的正方ABCD沿对角线AC对折,使得平面ABC⊥平面ADC,则三棱锥D-ABC的外接球的表面积为( )A.32πB.27πC.18πD.9π2.在三棱锥A-BCD中,△ACD与△BCD都是边长为4的正三角形,且平面ACD⊥平面BCD,则该三棱锥外接球的表面积为________.3.已知如图所示的三棱锥D-ABC的四个顶点均在球O的球面上,△ABC和△DBC所在的平面互相垂直,AB=3,AC=3,BC=CD=BD=23,则球O的表面积为( )A.4πB.12πC.16πD.36π4.在三棱锥A-BCD中,平面ABC⊥平面BCD,ΔABC是边长为2的正三角形,若∠BDC=π4,三棱锥的各个顶点均在球O上,则球O的表面积为( ).A.52π3B.3πC.4πD.28π35.已知空间四边形ABCD,∠BAC=23π,AB=AC=23,BD=4,CD=25,且平面ABC⊥平面BCD,则该几何体的外接球的表面积为( )A.24πB.48πC.64πD.96π6.如图,已知四棱锥P-ABCD的底面为矩形,平面PAD⊥平面ABCD,AD=22,PA=PD=AB=2,则四棱锥P-ABCD的外接球的表面积为( )A.2πB.4πC.8πD.12π7.在四棱锥A-BCDE中,ΔABC是边长为6的正三角形,BCDE是正方形,平面ABC⊥平面BCDE,则该四棱锥的外接球的体积为( )A.2121πB.84πC.721πD.2821π8.已知空间四边形ABCD,∠BAC=2π3,AB=AC=23,BD=CD=6,且平面ABC⊥平面BCD,则空间四边形ABCD的外接球的表面积为( )A.60πB.36πC.24πD.12π9.在三棱锥P-ABC中,AB=AC=4,∠BAC=120°,PB=PC=43,平面PBC⊥平面ABC,则三棱锥P-ABC外接球的表面积为________.10.在三棱锥P-ABC中,平面PAB⊥平面ABC,AP=25,AB=6,∠ACB=π3,且直线PA与平面ABC所成角的正切值为2,则该三棱锥的外接球的表面积为( )A.13πB.52πC.52π3D.5213π3 10.答案 B 解析 如图,过点P作PE⊥AB于E,D为AB的中点,设ΔABC的外心是O1,半径是r,连接O1B,O1E,O1D,由正弦定理得2r=ABsin∠ACB=43,则O1B=r=23,D为AB的中点,BD=AD=12AB=3,O1D⊥AB,所以O1D=O1B2-BD2=3,因为平面PAB⊥平面ABC,PE⊥AB于E,平面PAB∩平面ABC=AB,则PE⊥平面ABC,所以直线PA与平面ABC所成的角是∠PAE,则tan∠PAE=PEAE=2,即PE =2AE,因为AP=PE2+AE2=25,所以PE=2AE=4,则DE=1,故O1E=2,设三棱锥P-ABC外接球球心是O,连接OO1,OB,OP,过O作OH⊥PE于H,则OO1⊥平面ABC,于是OO1⎳PE,从而O1OHE是矩形,所以外接球半径R满足R2=OO21+O1B2=OH2+(PE-HE)2=O1E2+(PE-OO1)2,解得R=13.所以外接球的表面积为4πR2=52π.专题六 斗笠模型【方法总结】圆锥、顶点在底面的射影是底面外心的棱锥.秒杀公式:R=h2+r22h(其中h为几何体的高,r为几何体的底面半径或底面外接圆的圆心)【例题选讲】例6.[例] (1)一个圆锥恰有三条母线两两夹角为60°,若该圆锥的侧面积为33π,则该圆锥外接球的表面积为________.(2)(2020·全国Ⅰ)已知A,B,C为球O的球面上的三个点,⊙O1为△ABC的外接圆.若⊙O1的面积为4π,AB=BC=AC=OO1,则球O的表面积为( )A.64πB.48πC.36πD.32π(3)在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=26,AC=AB=4,且AC⊥AB,则该三棱锥外接球的表面积为________.(4)正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为4,底面边长为2,则该球的表面积为( )A.81π4B.16πC.9πD.27π4(5)如图所示,在正四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边长为4的正方形,E,F分别是AB,CD的中点,cos∠PEF=22,若A,B,C,D,P在同一球面上,则此球的体积为________.(6)在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=2,AB=AC=1,BC=3,则该三棱锥外接球的体积为( )A.4π3B.823πC.43πD.323π【对点训练】1.已知圆锥的顶点为P,母线PA与底面所成的角为30°,底面圆心O到PA的距离为1,则该圆锥外接球的表面积为________.2.在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=3,侧棱PA与底面ABC所成的角为60°,则该三棱锥外接球的体积为( )A.πB.π3C.4πD.4π33.在三棱锥P-ABC中,PA=PB=PC=6,AC=AB=2,且AC⊥AB,则该三棱锥外接球的表面积为( )A.4πB.8πC.16πD.9π4.已知体积为3的正三棱锥P -ABC 的外接球的球心为O ,若满足OA +OB +OC =0 ,则此三棱锥外接球的半径是( )A.2 B.2C.32D.345.已知正四棱锥P -ABCD 的各顶点都在同一球面上,底面正方形的边长为2,若该正四棱锥的体积为2,则此球的体积为( )A.124π3B.625π81C.500π81D.256π96.已知圆锥的顶点为S ,母线SA ,SB 互相垂直,SA 与圆锥底面所成角为30°,若ΔSAB 的面积为8,则该圆锥外接球的表面积是________.7.已知圆台O 1O 2上底面圆O 1的半径为2,下底面圆O 2的半径为22,圆台的外接球的球心为O ,且球心在圆台的轴O 1O 2上,满足|O 1O |=3|OO 2|,则圆台O 1O 2的外接球的表面积为________.8.在六棱锥P -ABCDEF 中,底面是边长为2的正六边形,PA =2且与底面垂直,则该六棱锥外接球的体积等于________.9.在三棱锥P -ABC 中,PA =PB =PC =2,AB =2,BC =10,∠APC =π2,则三棱锥P -ABC 的外接球的表面积为________.10.在三棱锥P -ABC 中,PA =PB =PC =92,AB =8,AC =6.顶点P 在平面ABC 内的射影为H ,若AH =λAB +μAC 且μ+2λ=1,则三棱锥P -ABC 的外接球的体积为________.专题七 鳄鱼模型【方法总结】鳄鱼模型即普通三棱锥模型,用找球心法可以解决.如果已知其中两个面的二面角,则可用秒杀公式:R2= m2+n2-2mn cosαsin2α+l24(其中l=|AB|)解决.【例题选讲】例7.[例] (1)在三棱锥A-BCD中,ΔABD和ΔCBD均为边长为2的等边三角形,且二面角A-BD-C的平面角为60°,则三棱锥的外接球的表面积为________.(2)在等腰直角ΔABC中,AB=2,∠BAC=90°,AD为斜边BC的高,将ΔABC沿AD折叠,使二面角B-AD-C为60°,则三棱锥A-BCD的外接球的表面积为________.(3)在四面体ABCD中,AB=AD=2,∠BAD=60°,∠BCD=90°,二面角A-BD-C的大小为150°,则四面体ABCD外接球的半径为________.(3)在三棱锥S-ABC中,AB⊥BC,AB=BC=2,SA=SC=2,二面角S-AC-B的余弦值是-33,若S,A,B,C都在同一球面上,则该球的表面积是( )A.4πB.6πC.8πD.9π(4)已知三棱锥P-ABC中,AB⊥BC,AB=22,BC=3,PA=PB=32,且二面角P-AB-C的大小为150°,则三棱锥P-ABC外接球的表面积为( )A.100πB.108πC.110πD.111π(5)在三棱锥P-ABC中,AB⊥BC,三角形PAC为等边三角形,二面角P-AC-B的余弦值为-63,当三棱锥P-ABC的体积最大值为13时,三棱锥P-ABC的外接球的表面积为________.(6)在体积为233的四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为边长为2的正方形,ΔPAB为等边三角形,二面角P-AB-C为锐角,则四棱锥P-ABCD外接球的半径为( )A.213B.2C.3D.32【对点训练】1.在三棱锥S-ABC中,SB=SC=AB=BC=AC=2,二面角S-BC-A的大小为60°,则三棱锥S-ABC外接球的表面积是( )A.14π3B.16π3C.40π9D.52π92.已知三棱锥A -BCD ,BC =6,且ΔABC 、ΔBCD 均为等边三角形,二面角A -BC -D 的平面角为60°,则三棱锥外接球的表面积是________.3.已知边长为6的菱形ABCD 中,∠BAD =120°,沿对角线AC 折成二面角B -AC -D 的大小为θ的四面体且cos θ=13,则四面体ABCD 的外接球的表面积为________.4.在三棱锥P -ABC 中,顶点P 在底面ABC 的投影G 是ΔABC 的外心,PB =BC =2,且面PBC 与底面ABC 所成的二面角的大小为60°,则三棱锥P -ABC 的外接球的表面积为________.5.直角三角形ABC ,∠ABC =π2,AC +BC =2,将ΔABC 绕AB 边旋转至ΔABC 位置,若二面角C -AB -C 的大小为2π3,则四面体C -ABC 的外接球的表面积的最小值为( )A.6π B.3π C.32π D.2π6.已知空间四边形ABCD 中,AB =BD =AD =2,BC =1,CD =3,若二面角A -BD -C 的取值范围为π4,2π3 ,则该几何体的外接球表面积的取值范围为________.7.在三棱锥S -ABC 中,底面ΔABC 是边长为3的等边三角形,SA =3,SB =23,二面角S -AB -C 的大小为60°,则此三棱锥的外接球的表面积为________.8.在四面体ABCD 中,BC =CD =BD =AB =2,∠ABC =90°,二面角A -BC -D 的平面角为150°,则四面体ABCD 外接球的表面积为( )A.313πB.1243πC.31πD.124π9.在三棱锥A -BCD 中,AB =BC =CD =DA =7,BD =23,二面角A -BD -C 是钝角.若三棱锥A -BCD 的体积为2.则三棱锥A -BCD 的外接球的表面积是( )A.12πB.373πC.13πD.534π10.在平面五边形ABCDE 中,∠A =60°,AB =AE =63,BC ⊥CD ,DE ⊥CD ,且BC =DE =6.将五边形ABCDE 沿对角线BE 折起,使平面ABE 与平面BCDE 所成的二面角为120°,则沿对角线BE 折起后所得几何体的外接球的表面积是________.专题八 已知球心或球半径模型【例题选讲】例8.[例] (1)(2017·全国Ⅰ)已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,SC是球O的直径.若平面SCA⊥平面SCB,SA=AC,SB=BC,三棱锥S-ABC的体积为9,则球O的表面积为________.(2)已知三棱锥A-BCD的所有顶点都在球O的球面上,AB为球O的直径,若该三棱锥的体积为3,BC= 3,BD=3,∠CBD=90˚,则球O的体积为________.(3)(2012全国Ⅰ)已知三棱锥S-ABC的所有顶点都在球O的球面上,△ABC是边长为1的正三角形,SC 为球O的直径,且SC=2,则此棱锥的体积为( )A.26B.36C.23D.22(4)(2020·新高考全国Ⅰ)已知直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的棱长均为2,∠BAD=60°.以D1为球心,5为半径的球面与侧面BCC1B1的交线长为________.(5)三棱锥S-ABC的底面各棱长均为3,其外接球半径为2,则三棱锥S-ABC的体积最大时,点S到平面ABC的距离为( )A.2+3B.2-3C.3D.2【对点训练】1.已知三棱锥P-ABC的所有顶点都在球O的球面上,△ABC满足AB=22,∠ACB=90°,PA为球O 的直径且PA=4,则点P到底面ABC的距离为( )A.2B.22C.3D.232.已知矩形ABCD的顶点都在球心为O,半径为R的球面上,AB=6,BC=23,且四棱锥O-ABCD 的体积为83,则R等于( )A.4B.23C.479D.133.已知三棱锥P-ABC的四个顶点均在某球面上,PC为该球的直径,△ABC是边长为4的等边三角形,三棱锥P-ABC的体积为163,则此三棱锥的外接球的表面积为( )A.16π3B.40π3C.64π3D.80π34.已知三棱锥A-SBC的体积为233,各顶点均在以PA为直径球面上,AB=AC=2,BC=2,则这个球的表面积为_____________.5.(2017·全国Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为________.6.(2020·全国Ⅰ)已知A,B,C为球O的球面上的三个点,⊙O1为△ABC的外接圆,若⊙O1的面积为4π,AB=BC=AC=OO1,则球O的表面积为( )A.64πB.48πC.36πD.32π7.(2020·全国Ⅱ)已知△ABC是面积为934的等边三角形,且其顶点都在球O的球面上.若球O的表面积为16π,则O到平面ABC的距离为( )A.3B.32C.1D.328.如图,半径为R的球的两个内接圆锥有公共的底面,若两个圆锥的体积之和为球的体积的38,则这两个圆锥高之差的绝对值为( )A.R2B.2R3C.4R3D.R9.如图,已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,长为2的线段MN的一个端点M在棱DD1上运动,点N在正方体的底面ABCD内运动,则MN的中点P的轨迹的面积是( )A.4πB.πC.2πD.π210.在三棱锥A-BCD中,底面为Rt△,且BC⊥CD,斜边BD上的高为1,三棱锥A-BCD的外接球的直径是AB,若该外接球的表面积为16π,则三棱锥A-BCD的体积的最大值为________.专题九 最值模型【方法总结】最值问题的解法有两种方法:一种是几何法,即在运动变化过程中得到最值,从而转化为定值问题求解.另一种是代数方法,即建立目标函数,从而求目标函数的最值.【例题选讲】例9.[例] (1)已知三棱锥P-ABC的顶点P,A,B,C在球O的球面上,△ABC是边长为3的等边三角形,如果球O的表面积为36π,那么P到平面ABC距离的最大值为________.(2)在四面体ABCD中,AB=1,BC=CD=3,AC=2,当四面体ABCD的体积最大时,其外接球的表面积为( )A.2πB.3πC.6πD.8π(3)已知四棱锥S-ABCD的所有顶点在同一球面上,底面ABCD是正方形且球心O在此平面内,当四棱锥的体积取得最大值时,其表面积等于16+163,则球O的体积等于( )A.42π3 B.162π3 C.322π3 D.642π3(4)三棱锥A-BCD内接于半径为5的球O中,AB=CD=4,则三棱锥A-BCD的体积的最大值为( )A.43B.83C.163D.323(5)已知正四棱柱的顶点在同一个球面上,且球的表面积为12π,当正四棱柱的体积最大时,正四棱柱的高为_ _______.【对点训练】1.三棱锥P-ABC的四个顶点都在体积为500π3的球的表面上,底面ABC所在的小圆面积为16π,则该三棱锥的高的最大值为( )A.4B.6C.8D.102.(2015·全国Ⅱ)已知A,B是球O的球面上两点,∠AOB=90°,C为该球面上的动点.若三棱锥O-ABC体积的最大值为36,则球O的表面积为( )A.36πB.64πC.144πD.256π3.已知点A,B,C,D均在球O上,AB=BC=6,AC=23.若三棱锥D-ABC体积的最大值为3,则球O的表面积为________.4.在三棱锥A-BCD中,AB=1,BC=2,CD=AC=3,当三棱锥A-BCD的体积最大时,其外接球的表面积为________.5.已知三棱锥D-ABC的所有顶点都在球O的球面上,AB=BC=2,AC=22,若三棱锥D-ABC体积的最大值为2,则球O的表面积为( )A.8πB.9πC.25π3D.121π96.三棱锥A-BCD的一条棱长为a,其余棱长均为2,当三棱锥A-BCD的体积最大时,它的外接球的表面积为( )A.21π4B.20π3C.5π4D.5π37.已知三棱锥O-ABC的顶点A,B,C都在半径为2的球面上,O是球心,∠AOB=120°,当△AOC与△BOC的面积之和最大时,三棱锥O-ABC的体积为( )A.32B.233C.23D.138.(2018·全国Ⅲ)设A,B,C,D是同一个半径为4的球的球面上四点,△ABC为等边三角形且其面积为93,则三棱锥D-ABC体积的最大值为( )A.123B.183C.243D.5439.已知球的直径SC=4,A,B是该球球面上的两点,∠ASC=∠BSC=30˚,则棱锥S-ABC的体积最大为( )A.2B.83C.3D.2310.四棱锥P-ABCD的底面为矩形,矩形的四个顶点A,B,C,D在球O的同一个大圆上,且球的表面积为16π,点P在球面上,则四棱锥P-ABCD体积的最大值为( )A.8B.83C.16D.16311.(2016·全国Ⅲ)在封闭的直三棱柱ABC-A1B1C1内有一个体积为V的球.若AB⊥BC,AB=6,BC =8,AA1=3,则V的最大值是( )A.4πB.9π2C.6πD.32π312.已知半径为1的球O中内接一个圆柱,当圆柱的侧面积最大时,球的体积与圆柱的体积的比值为___.13.如图,在矩形ABCD中,已知AB=2AD=2a,E是AB的中点,将△ADE沿直线DE翻折成△A1DE,连接A1C.若当三棱锥A1-CDE的体积取得最大值时,三棱锥A1-CDE外接球的体积为82π3,则a=( )A.2B.2C.22D.414.已知三棱锥S-ABC的顶点都在球O的球面上,且该三棱锥的体积为23,SA⊥平面ABC,SA=4,∠ABC=120°,则球O的体积的最小值为________.专题十 内切球模型【方法总结】以三棱锥P -ABC 为例,求其内切球的半径.方法:等体积法,三棱锥P -ABC 体积等于内切球球心与四个面构成的四个三棱锥的体积之和;第一步:先求出四个表面的面积和整个锥体体积;第二步:设内切球的半径为r ,球心为O ,建立等式:V P -ABC =V O -ABC +V O -PAB +V O -PAC +V O -PBC ⇒V P -ABC =13S △ABC ·r +13S △PAB ·r +13S △PAC ·r +13S △PBC ·r =13(S △ABC +S △PAB +S △PAC +S △PBC )·r ;第三步:解出r =3V P -ABC S O -ABC +S O -PAB +S O -PAC +S O -PBC =3V S 表.秒杀公式(万能公式):r =3V S 表【例题选讲】例10.[例] (1)已知一个三棱锥的所有棱长均为2,则该三棱锥的内切球的体积为________.(2)(2020·全国Ⅲ)已知圆锥的底面半径为1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为________.(3)阿基米德(公元前287年~公元前212年)是古希腊伟大的哲学家、数学家和物理学家,他和高斯、牛顿并列被称为世界三大数学家.据说,他自己觉得最为满意的一个数学发现就是“圆柱内切球体的体积是圆柱体积的三分之二,并且球的表面积也是圆柱表面积的三分之二”.他特别喜欢这个结论.要求后人在他的墓碑上刻着一个圆柱容器里放了一个球,如图,该球顶天立地,四周碰边.若表面积为54π的圆柱的底面直径与高都等于球的直径,则该球的体积为( )A.4πB.16πC.36πD.64π3(4)已知三棱锥P -ABC 的三条侧棱PA ,PB ,PC 两两互相垂直,且PA =PB =PC =2,则三棱锥P -ABC 的外接球与内切球的半径比为________.(5)正四面体的外接球和内切球上各有一个动点P 、Q ,若线段PQ 长度的最大值为436,则这个四面体的棱长为________.【对点训练】1.若一个正四面体的表面积为S 1,其内切球的表面积为S 2,则S 1S 2=________.2.已知一个平放的各棱长为4的三棱锥内有一个小球O (重量忽略不计),现从该三棱锥顶端向内注水,小球慢慢上浮,当注入的水的体积是该三棱锥体积的78时,小球与该三棱锥各侧面均相切(与水面也相切),则小球的表面积等于( )A.7π6 B.4π3 C.2π3 D.π23.已知四棱锥P -ABCD 的底面ABCD 是边长为6的正方形,且PA =PB =PC =PD ,若一个半径为1的球与此四棱锥所有面都相切,则该四棱锥的高是( )A.6 B.5C.92D.944.将半径为3,圆心角为2π3的扇形围成一个圆锥,则该圆锥的内切球的表面积为( )A.π B.2π C.3π D.4π。

万能解题模型(十五)十字架模型【2021中考数学二轮复习】答案版

万能解题模型(十五)十字架模型【2021中考数学二轮复习】答案版

万能解题模型(十五) 十字架模型正方形ABCD 类型1 运用正方形内十字架模型解题 第一境界 正方形十字架模型的基本应用【例1】 如图,将边长为12 cm 的正方形ABCD 折叠,使得A 点落在边CD 上的E 点处,然后压平得折痕FG.若GF 的长为13 cm ,则线段CE 的长为7cm .【思路点拨】 根据折叠的性质可知,FG ⊥AE ,则本题中存在正方形的十字架模型,从而易得FG =AE =13.再在Rt △ADE 中,根据勾股定理可以求出DE 的长度,从而得到CE 的长度.【变式训练1】 如图,将边长为8 cm 的正方形纸片ABCD 折叠,使点D 落在BC 的中点E 处,折痕为MN ,点N 在CD 边上,则折痕MN 的长是第二境界 构造正方形十字架模型【例2】 如图,在Rt △ABC 中,∠ABC =90°,BA =BC ,D 是BC 边上的中点,BE ⊥AD 于点E ,延长BE 交AC 于点F ,则AF ∶FC =2.【思路点拨】 图中有一个垂直的十字架,可以考虑将十字架放在一个正方形或矩形中,运用模型解题.如图,过点C 作CG ∥AB ,过点A 作AG ∥BC ,两条直线交于点G ,则可得四边形ABCG 是正方形,延长BF 交CG 于点H.根据“正方形内十字架模型”可以得到△ABD ≌△BCH ,则CH =BD.在根据△AFB ∽△CFH ,由相似的性质可以求出AF ∶FC 的值.类型2 运用矩形内十字架模型解题 第一境界 矩形十字架模型的基本应用【例3】 如图所示,在矩形ABCD 中,EF ⊥GH ,AM ⊥BN.EF 分别交AB ,CD 于点E ,F ,点M ,N 分别在BC ,CD 上.若EF GH =79,则BN AM =79.【思路点拨】 分析出图中的十字架模型,然后根据矩形内十字架模型可以求出. 【变式训练2】 (九上北师大教材P 19第4题改编)如图,在矩形纸片ABCD 中,AB =6,BC =8,将纸片折叠,使点C 与点A 重合,折痕为EF ,则EF 的长为152.提示:∵EF ⊥AC ,∴EF AC =ABBC,即EF 10=68.∴EF =152. 第二境界 构造矩形十字架模型【例4】 如图,在▱ABCD 中,AB =2,BC =2,且∠B =45°,将▱ABCD 对折,使点B 和点D 重合,则折痕MN 3【思路点拨】 图中有垂直的十字架,补全图形将十字架放在矩形中,过点B 作BE ⊥AD于点E ,过点D 作DF ⊥BC 于点F ,则由矩形十字架型可得MN BD =BEDE.【变式训练3】 如图,在四边形ABCD 中,∠ABC =90°,AB =AD =10,BC =CD =5,AM ⊥DN ,点M ,N 分别在BC ,AB 边上,求DNAM的值.解:连接AC ,易证△ADC ≌△ABC(SSS ),∴∠ADC =∠ABC =90°. 过点D 作EF ∥AB ,过点A 作AF ⊥EF 于点F ,延长BC 交EF 于点E. 易证△DEC ∽△AFD ,且相似比为1∶2. 设CE =x ,则DF =2x ,∴DE =10-2x. ∴AF =20-4x =BE =5+x. ∴x =3.∴BE =8.根据“矩形内十字架模型”可得DN AM =BE AB =45.启示:一般情况下,当矩形、正方形、直角三角形等图形内出现“垂直”情况时,可考虑十字架结构模型,通过相似(或全等)求线段的长.1.如图,已知正方形ABCD 的边长为5,点E ,F 分别在AD ,DC 上,AE =DF =2,BE 与AF 相交于点G ,点H 为BF 的中点,连接GH ,则GH 的长为(B )A .25B .342C .42D .8532.如图,已知直线y =-12x +2分别与x 轴、y 轴交于B ,A 两点,将△AOB 沿着AB 翻折,使点O 落在点D 上.若反比例函数y =kx的图象经过点D ,则k 的值为(D )A .4B .12125C .5D .128253.(2019·张家界)如图,正方形ABCD 的边长为1,点E ,F 分别为BC ,CD 边的中点,连接AE ,BF 交于点P ,连接PD ,则tan ∠APD =2.4.(2017·安徽)已知正方形ABCD ,点M 为边AB 的中点.(1)如图1,点G 为线段CM 上的一点,且∠AGB =90°,延长AG ,BG 分别与边BC ,CD 交于点E ,F.求证: ①BE =CF ; ②BE 2=BC·CE.(2)如图2,在边BC 上取一点E ,满足BE 2=BC·CE ,连接AE 交CM 于点G ,连接BG 并延长交CD 于点F ,求tan ∠CBF 的值.解:(1)①∵四边形ABCD 是正方形, ∴AB =BC ,∠ABC =∠BCF =90°. ∴∠ABG +∠CBF =90°.∵∠AGB =90°,∴∠ABG +∠BAG =90°. ∴∠BAG =∠CBF.∴△ABE ≌△BCF(ASA ). ∴BE =CF.②∵∠AGB =90°,点M 为AB 的中点, ∴MG =MA =MB.∴∠GAM =∠AGM. 又∵∠CGE =∠AGM ,∠GAM =∠CBG , ∴∠CGE =∠CBG.又∵∠ECG =∠GCB ,∴△CGE ∽△CBG. ∴CE CG =CGBC,即CG 2=BC·CE. 由∠CFG =∠GBM =∠BGM =∠CGF 得CF =CG , 由①知BE =CF , ∴BE =CG. ∴BE 2=BC·CE.(2)延长AE ,DC 交于点N , ∵四边形ABCD 是正方形, ∴AB ∥CD.∴∠N =∠EAB. 又∵∠CEN =∠BEA , ∴△CEN ∽△BEA. ∴CE BE =CNBA,即BE·CN =AB·CE. ∵AB =BC ,BE 2=BC·CE ,∴CN =BE.∵AB ∥DN ,∴CN AM =CG GM =CFBM.∵AM =MB , ∴FC =CN =BE.设正方形的边长为1,BE =x ,由BE 2=BC·CE 可得x 2=1×(1-x),解得x 1=5-12,x 2=-5-12(舍去).∴BEBC =5-12.FC BC=BEBC=5-12.则tan∠CBF=。

高考中高频的108个模型总结

高考中高频的108个模型总结

高考中高频的108个模型总结高考中的数学题型有很多种,按照题目的性质和解题方法可以分为不同的模型。

经过总结,我们可以将高考中的数学题型归纳为108个模型,这些模型涵盖了从初中到高中数学的各个知识点,并且在高考中出现的频率较高。

这些模型不仅可以帮助我们系统地复习数学知识,还可以帮助我们有效地解决高考中的数学题目。

首先,我们来看一些常见的基础模型。

例如,解形如ax+b=cx+d的一元一次方程,解形如a/x+b/y=c的一元一次方程组,以及解形如ax^2+bx+c=0的一元二次方程等等。

这些基础模型在高考中出现的频率很高,掌握好这些基础模型可以为我们解决其他更加复杂的问题打下基础。

其次,高考中还经常出现几何模型。

比如,通过已知条件求证两条直线平行或垂直,通过已知条件求证三角形全等或相似,通过平移、旋转、翻折等方法求解几何题目等等。

几何模型不仅需要我们熟练掌握基本的几何知识,还需要我们发挥想象力和逻辑推理能力来解决问题。

另外,在高考中还经常出现函数模型。

比如,通过函数的定义域、值域、奇偶性等性质求解函数的图像,通过函数的导数或积分求解函数的极值、拐点等问题,通过函数的周期性、对称性等性质求解函数的周期、对称轴等问题等等。

函数模型是高等数学的重要内容,也是高考中的一个重点。

此外,高考中还可能出现概率与统计模型。

比如,通过条件概率、全概率公式、贝叶斯公式等方法求解概率问题,通过频率分布、均值、方差等统计量求解统计问题,通过正态分布、卡方分布等概率分布求解相关问题等等。

概率与统计模型需要我们灵活运用各种概率统计方法来解决实际问题。

总的来说,高考中的数学题型有很多种,但是它们都可以归纳为一些基础的模型。

通过系统地掌握这些模型,我们可以更加高效地解决高考中的数学问题。

在复习阶段,我们可以按照模型分类进行复习,先复习基础模型,再复习几何模型、函数模型、概率与统计模型等,以此来提高解题效率。

希望我们每一个高考数学的考生都能够顺利地应对高考挑战,取得优异的成绩。

2020年高中数学03 立体几何大题解题模板(原卷版)

2020年高中数学03 立体几何大题解题模板(原卷版)

专题03 立体几何大题解题模板一、证明平行或垂直的主要方法:1、证明线线平行的方法:(1)利用直线平行的传递性:31//l l ,32//l l ⇒21//l l ;(2)利用垂直于同一平面的两条直线平行:α⊥1l ,α⊥2l ⇒21//l l ;(3)中位线法:选中点,连接形成中位线;(4)平行四边形法:构造平行四边形;(5)利用线面平行推线线平行:2l =βα ,β⊂1l ,α//1l ⇒21//l l ;(6)建系:),,(1111z y x l =,),,(2222z y x l =,21l l λ=⇒21//l l 。

2、证明线面平行的方法:(1)利用线面平行的判定定理(主要方法):α⊄1l ,α⊂2l ,21//l l ⇒α//1l ;(2)利用面面平行的性质定理:βα//,β⊂1l ⇒α//1l ;(3)利用面面平行的性质:βα//,α⊄1l ,β//1l ⇒α//1l 。

(4)建系:),,(1111z y x l =,平面α的法向量),,(222z y x n =,01=⋅n l ⇒α//1l 。

3、证明面面平行的方法:(1)利用面面平行的判定定理(主要方法:证明两个平面内的两组相交直线相互平行):31//l l ,42//l l ,A l l =21 ,B l l =43 ,α⊂21l l 、,β⊂43l l 、⇒βα//;(2)利用垂直于同一条直线的两平面平行(客观题可用):α⊥1l ,β⊥1l ⇒βα//;(3)利用平面平行的传递性:γα//,γβ//⇒βα//。

(4)建系:平面α的法向量),,(1111z y x n =,平面α的法向量),,(2222z y x n =,21n n λ=⇒βα//。

4、证明线线垂直的方法:(1)利用平行直线的性质:31l l ⊥,32//l l ⇒21l l ⊥;(2)利用直面垂直的推理:α⊥1l ,α⊂2l ⇒21l l ⊥;(3)中线法:等腰三角形中选中点,三线合一;(4)利用勾股定理的逆定理:若222c b a +=,则ABC ∆是直角三角形;(5)建系:),,(1111z y x l =,),,(2222z y x l =,021=⋅l l ⇒21l l ⊥。

高中数学解答题通用答题模板

高中数学解答题通用答题模板

高中数学解答题通用答题模板1. 三角变换与三角函数的性质问题①解题路线图§ 不同角化同角。

§ 降幂扩角。

§ 化f(x)=Asin(ωx+φ)+h。

§ 结合性质求解。

②构建答题模板§ 化简:三角函数式的化简,一般化成y=Asin(ωx+φ)+h的形式,即化为“一角、一次、一函数”的形式。

§ 整体代换:将ωx+φ看作一个整体,利用y=sin x,y=cos x的性质确定条件。

§ 求解:利用ωx+φ的范围求条件解得函数y=Asin(ωx+φ)+h的性质,写出结果。

§ 反思:反思回顾,查看关键点,易错点,对结果进行估算,检查规范性。

2. 解三角函数问题①解题路线图§ 化简变形;用余弦定理转化为边的关系;变形证明。

§ 用余弦定理表示角;用基本不等式求范围;确定角的取值范围。

②构建答题模板§ 定条件:即确定三角形中的已知和所求,在图形中标注出来,然后确定转化的方向。

§ 定工具:即根据条件和所求,合理选择转化的工具,实施边角之间的互化。

§ 求结果。

§ 再反思:在实施边角互化的时候应注意转化的方向,一般有两种思路:一是全部转化为边之间的关系;二是全部转化为角之间的关系,然后进行恒等变形。

3. 数列的通项、求和问题①解题路线图§ 先求某一项,或者找到数列的关系式。

§ 求通项公式。

§ 求数列和通式。

②构建答题模板§ 找递推:根据已知条件确定数列相邻两项之间的关系,即找数列的递推公式。

§ 求通项:根据数列递推公式转化为等差或等比数列求通项公式,或利用累加法或累乘法求通项公式。

§ 定方法:根据数列表达式的结构特征确定求和方法(如公式法、裂项相消法、错位相减法、分组法等)。

§ 写步骤:规范写出求和步骤。

§ 再反思:反思回顾,查看关键点、易错点及解题规范。

高中数学通用模型解题精编版

高中数学通用模型解题精编版

高中数学解题方法1. 对于集合,一定要抓住集合的代表元素,及元素的“确定性、互异性、无序性”。

{}{}{}如:集合,,,、、A x y x B y y x C x y y x A B C ======|lg |lg (,)|lg 中元素各表示什么?A 表示函数y=lgx 的定义域,B 表示的是值域,而C 表示的却是函数上的点的轨迹 2 进行集合的交、并、补运算时,不要忘记集合本身和空集的特殊情况 注重借助于数轴和文氏图解集合问题。

空集是一切集合的子集,是一切非空集合的真子集。

{}{}如:集合,A x x x B x ax =--===||22301若,则实数的值构成的集合为B A a ⊂ (答:,,)-⎧⎨⎩⎫⎬⎭1013显然,这里很容易解出A={-1,3}.而B 最多只有一个元素。

故B 只能是-1或者3。

根据条件,可以得到a=-1,a=1/3. 但是, 这里千万小心,还有一个B 为空集的情况,也就是a=0,不要把它搞忘记了。

3. 注意下列性质:{}()集合,,……,的所有子集的个数是;1212a a a n n要知道它的来历:若B 为A 的子集,则对于元素a 1来说,有2种选择(在或者不在)。

同样,对于元素a 2, a 3,……a n ,都有2种选择,所以,总共有2n种选择, 即集合A 有2n个子集。

当然,我们也要注意到,这2n种情况之中,包含了这n 个元素全部在何全部不在的情况,故真子集个数为21n-,非空真子集个数为22n-()若,;2A B A B A A B B ⊆⇔==I Y(3)德摩根定律:()()()()()()C C C C C C U UUUUUA B A B A B A B Y I I Y ==,有些版本可能是这种写法,遇到后要能够看懂,A B A B A B A B ==U I I U4. 你会用补集思想解决问题吗?(排除法、间接法) 如:已知关于的不等式的解集为,若且,求实数x ax x aM M M a --<∈∉50352的取值范围。

143个高中高频数学解题模型

143个高中高频数学解题模型

143个高中高频数学解题模型一、一元一次方程与一元一次方程组1. 一元一次方程的定义一元一次方程指的是只含有一个变量,并且最高次数为一的方程,通常表示为ax+b=0。

解一元一次方程的方法主要有求解法和图解法。

2. 一元一次方程组的概念一元一次方程组指的是由若干个一元一次方程组成的方程组,通常表示为a1x+b1y=c1a2x+b2y=c2解一元一次方程组的方法主要有代入法、加减法和等系数消去法。

二、一元二次方程与一元二次不等式1. 一元二次方程的特点一元二次方程指的是最高次数为二的方程,通常表示为ax^2+bx+c=0。

解一元二次方程的方法主要有配方法和求根公式。

2. 一元二次不等式的解法一元二次不等式指的是最高次数为二的不等式,通常表示为ax^2+bx+c>0或ax^2+bx+c<0。

解一元二次不等式的方法主要有因式分解法和图像法。

三、二元二次方程与二元二次不等式1. 二元二次方程的定义二元二次方程指的是含有两个变量且最高次数为二的方程,通常表示为ax^2+by^2+cxy+dx+ey+f=0。

解二元二次方程的方法主要有配方法和消元法。

2. 二元二次不等式的概念二元二次不等式指的是含有两个变量且最高次数为二的不等式。

解二元二次不等式的方法主要有图解法和代数法。

四、指数与对数1. 指数的基本性质指数是幂运算的一种表示方式,有基本性质包括乘法法则、除法法则和零指数法则。

2. 对数的基本概念对数是幂运算的逆运算,有基本性质包括对数的乘除法则和对数的换底公式。

五、三角函数与解三角形1. 三角函数的基本性质三角函数包括正弦函数、余弦函数和正切函数,有基本性质包括奇偶性、周期性和对称性。

2. 解三角形的基本方法解三角形主要包括利用三角函数和利用三角恒等式两种方法,主要应用于解直角三角形和不定角三角形。

六、平面向量的运算1. 平面向量的基本定义平面向量是具有大小和方向的量,有基本运算包括数乘、加法和减法。

高中数学解题指导八个无敌模型全搞定空间几何的外接球和内切球问题

高中数学解题指导八个无敌模型全搞定空间几何的外接球和内切球问题

高中数学解题指导八个无敌模型全搞定空间几何的外接球和内切球问题八个有趣模型——搞定空间几何体的外接球与内切球类型一、墙角模型墙角模型是指三条线段两两垂直的几何体,通过公式(2R) = a + b + c,即2R = a^2 + b^2 + c^2,可以求出其外接球半径R。

例1:1)已知顶点都在同一球面上的正四棱柱的高为4,体积为16,求该球的表面积。

解:由V = ah = 16,得a = 2,4R = a + a + h = 4 + 4 + 16 = 24,S = 24π,答案为C。

2)若三棱锥的三个侧面两两垂直,且侧棱长均为3,求其外接球的表面积。

解:由2R = a + b + c = 3 + 3 + 3 = 9,得R = 9/4,S =4πR^2 = 9π。

3)在正三棱锥S-ABC中,M、N分别是棱SC、BC的中点,且AM⊥MN,若侧棱SA = 23,求正三棱锥S-ABC外接球的表面积。

解:由墙角模型的特点可知,正三棱锥的对棱互垂直。

连接AB、BC的中点D、E,连接AE、CD,交于H,则H是底面正三角形ABC的中心。

由AM⊥MN,SB//MN,可得AM⊥SB,AC⊥SB,故SB⊥平面SAC,SB⊥SA,SB⊥SC,即SB⊥SA,BC⊥SA,故SA⊥平面SBC,SA⊥SC。

因此,三棱锥S-ABC的三棱条侧棱两两互相垂直,由2R^2 = 23^2 + 23^2 + 23^2 = 36,得R^2 = 9,S = 36π。

类型二、棱台模型棱台模型是指上底面和下底面都是正多边形,且两底面中心连线与侧棱垂直的几何体。

通过勾股定理和相似三角形,可以求出其外接球半径R和内切球半径r。

例2:1)已知棱台的上底面和下底面都是正三角形,上底边长为3,下底边长为6,侧棱长为5,求其外接球半径R和内切球半径r。

解:由勾股定理可得棱台的高为4√3.设外接球半径为R,内切球半径为r,则有R/r = (a + b + c)/(a + b - c) = (3 + 6 +5)/(3 + 6 - 5) = 7,解得R = 7r。

快解高中数学143模型

快解高中数学143模型

1、数统逻辑,有11个秒杀模型,分别是纯虚实法、交点代入法、取最值法、双绝对值之和、二元和最值、变量相等模型、交并排除法、交并集理论、公式推测法、选择题选项法、估算法;
2、数列,有6个秒杀技巧,分别是常备数列法、单条件法、等差等比求和、特殊值法、特征根法、等差类通项;
3、导数,这部分有10个秒杀技巧,分别是必备不等式、三次函数因次分解、三次函数极值点、三次函数切线问题、必备复合函数、变号零点相同模型、零点比大小模型、端点效应、导向法、幸运数字法;
4、知识是三角与向量,这部分有15个秒杀技巧,分别是1的妙用、勾股定理、周期口诀、最值问题、射影定理、角平分定理、面积公式、特殊三角形、伪降幂公式、中点转化式、特殊值求向量、画图法、几何求模长、等和线、奔驰定理;
5、知识是解析几何,有11个秒杀技巧,分别是切线模板、内外分弦、焦端点三角形、离心率模型、中点弦模型、焦点弦径模型、焦点相关面积模型、交点相关面积模型、仿射变换、平移齐次法、点线对称;
6、立体几何知识,这部分有6个秒杀技巧,分别是还原三视图、方体模型、内切球模型、外接球模型、空间余弦定理、射影面积求二面角;
7、基本初等函数了,这个部分有8个秒杀技巧,分别是1/0比较法。

参数问题、知式求图、抽象具体化、对称最值、中值模型、周期对称、双括号不等式。

高中数学巧用模型破解法解决平面向量问题

高中数学巧用模型破解法解决平面向量问题

巧用模型破解法解决某类平面向量问题平面向量是高中数学的重要内容平面向量是高中数学的重要内容..把平面向量把平面向量((高中内容高中内容))与平面几何与平面几何((初中内容初中内容))融合命题(以选择题或填空题的形式出现以选择题或填空题的形式出现),),),已形成新高考试题中的一道靓丽风景已形成新高考试题中的一道靓丽风景已形成新高考试题中的一道靓丽风景,,解决这类问题的主要方法是利用主要方法是利用((分离分离))或构造三种几何模型或构造三种几何模型. .一、构造特殊三角形 特殊三角形特殊三角形,,例如等边三解形例如等边三解形,,直角三解形等中的几何关系较明显直角三解形等中的几何关系较明显,,利用构造特殊三角形的方法求解这类问题的方法求解这类问题,,可以取到事半功倍的效果可以取到事半功倍的效果. . 例1(2005年高考·全国卷I)I)⊿⊿ABC 的外接圆的圆心为O,O,两条边上的高的交点为两条边上的高的交点为H,)(OC OB OA m OH ++=,则实数m =_______.解析: 这是个定值探讨问题这是个定值探讨问题,,所以可以取直角三角形来解如图如图,,在ABC Rt D 中, C Ð为直角, O 为斜边AB 的中点的中点,,垂心H 与点C 重合重合,,所以此时有以此时有OH OH OA OA OC OB OA =+-=++∴1=m .例2(2006年全国大联考年全国大联考)O )O 为⊿为⊿ABC ABC 所在平面内一点所在平面内一点,,且满足032=++OC OB OA ,则⊿AOC 与⊿与⊿BOC BOC 的面积的比值为的面积的比值为A. 2:1B. 3:1C. 4:1D. 5:1 解析:构造等边⊿构造等边⊿ADE, O ADE, O 为其中心为其中心, ,则0=++OE OD OA ,取点B 、C, 使OC OE OB OD 3,2==,如图如图,,则有则有12==D D BO AOS S BOC AOC选A.例3(2006年高考·湖南年高考·湖南))如图所示如图所示, ,AB OM //,点P 在由射线OM 、线段OB 及AB 的延长线围成的阴影区域内(不含边界不含边界))运动运动,,且OB y OA x OP +=,则x 的取值范围是__________;__________;当当21-=x 时, y 的取值范围是的取值范围是__________. __________.解析:题目中并没有告诉⊿题目中并没有告诉⊿AOB AOB 中的具体元素的大小中的具体元素的大小,,故可以取以∠AOB 为直角且两直角边为1的AOB Rt D ,令j OB i OA ==,,i 、j 是在直角坐标系中与x 轴、y 轴方向相同的两个单位向量的两个单位向量..则),(y x 为在直角坐标系中点P 的坐标的坐标. .观察图形知观察图形知, ,x 的取值范围是)0,(-¥. C(H)ABOADE B COOABPM设直线21-=x 与直线AB 、OM 分别相交于C 、D ,注意到直线AB 、OM 的方程分别为1+-=x y 、x y -=,将二者分别与直线21-=x 联立,求得)23,21(-C 、)21,21(-D .所以, 当21-=x 时, y 的取值范围是)23,21(.二、利用(分离)三点共线图形如果C 分在向线段AB 的比为l ,即CB AC l =,则对平面内的任一点O 都有都有OB OA OC ll l +++=111推论推论::三点A 、B 、C 共线的充要条件是共线的充要条件是,,对于平面内的任一点O ,存在实数m 、n,n,使得使得OB n OA m OC +=,其中m+n=1.例4(2006年高考· 江西)已知等差数列{n a }的前n 项和为n S ,若OC a OA a OB 2001+=,且A 、B 、C 三点共线三点共线((该直线不过点O ),),则则200S 等于等于 A. 100 B. 101 C. 200 D. 201 解析:由题意知A 、B 、C 三点共线三点共线,,则12001=+aa .∴.1002)(2002001200=+=a a S故选A.例5 题目同例2.解析:由032=++OC OB OA 得, OBOAOC212211+++=-,故可按下列方法求作出符合题意的一般图形出符合题意的一般图形: :在AB 上取点D,D,使使DB AD 2=,则有则有OB OA OD 212211+++=再作OD 的相反向量OC .∴.12==D D DB AD S S BOC AOC 选A.三、作向量的合成或分解图形利用向量的线性运算的几何定义可以作出几个向量的合成向量利用向量的线性运算的几何定义可以作出几个向量的合成向量;;由平面向量的基本定理知,同一平面内的任一向量都可以表示为两个不共线向量的线性组合同一平面内的任一向量都可以表示为两个不共线向量的线性组合,,课本中课本中,,以共线向量为基础基础,,通过一个向量在其他两个方向上的分解通过一个向量在其他两个方向上的分解,,说明了该定理的本质说明了该定理的本质,,这也是我们进行向量分解的方法与依据解的方法与依据. .Ax ByC P MDOOABCOBDAC例6 题目同例2.解析:由032=++OC OB OA 得, OC OB OA 32+=- 按下列方法作图按下列方法作图: : 作向量OC OB ,再作合成向量OD =OC OB 32+ 作向量的相OD 反向量得.OA -则由图有则由图有: : .12====D D D D D D OB OM S S S S S S BOC MOC BOC DOC BOC AOC 选A.例7 (2006年黄冈)已知O 为锐角A B C D 所在平面上的任一点,点P 满足)c o s c o s (2CAC AC BAB ABOCOB OP +++=l ,),0(+¥Îl ,则动点P 的轨迹一定通过ABC D 的A. 重心重心B. B. 外心外心C. C. 垂心垂心D. D. 内心内心解析:取BC 中点D ,则DP OD OP OCOB OP =-=+-2. 问题的关键是如何作出合成向量CAC AC BAB AB AF cos cos +=.如图如图,,以A 为起点为起点,,作与BC 平行的两个单位向量AM 、AN ,分别过M 、N 作BC 的垂线交AB 、AC 于R 、S ,则,cos B AB AB AR =CAC AC AS cos =以AR 、AS 为两邻边作平行四边形ARFS . 则CAC AC B AB AB AS AR AF cos cos +=+=.观察图形知BC AF ^(设RS 交AF 于T,T,易证易证AF AF⊥⊥BC). 而=DP AF CAC AC BAB AB l l =+)cos cos (所以所以,,AF DP //所以所以, ,BC DP ^ 因为D 为BC 中点中点,,所以P 的轨迹一定通过ABC D 的外心的外心..选B. 例8 题目同例2. 解析:将向量OP 沿向量OA 、OB 分解分解,,如图OA x OE =,OB y OF =.O B C AMNDM A NFRSPDBCTOF OE OP +=.因为OA x OE =,且OE 与OA 反向反向,,所以x 的取值范围是)0,(-¥.当21-=x 时,2:1:=OA EO .如图如图,,由相似三角形的知识由相似三角形的知识,,易知OB ES OB ER 23,21==.而ES EP ER <<,所以y 的取值范围是)23,21(.巩固练习:1.(2006年高考·陕西)已知非零向量AB 与AC 满足0=×÷÷÷øöçççèæ+BC AC AC AB AB 且21=×ACAC ABAB ,则ABC D 为( )A. 等边三角形等边三角形B. B. 直角三角形直角三角形C. 等腰非等边三角形等腰非等边三角形等腰非等边三角形D. D. 三边均不相等的三角形三边均不相等的三角形 2.(2006年高考·福建年高考·福建))已知0,3,1=×==OB OA OB OA ,点C 在AOB Ð内,且30=ÐAOC ,设OB n OA m OC +=(m,n (m,n∈∈R ),),则则nm 等于等于( ) ( ) A. 31 B.3 C. 33 D.3 3.(2005年高考试题改编题年高考试题改编题) ) 设⊿设⊿ABC ABC 的外接圆的圆心为O,O,两条边上的高的交点为两条边上的高的交点为H,求证OC OB OA OH ++=.参考答案: 1.1. A 2.2. B 3.3. 证明证明::如图如图,D ,D 为BC 中点中点,BE ,BE 为圆的直径为圆的直径,,由图由图, ,易请四边形AHCE 为平行四边形为平行四边形,,则有则有: :AH OA OH +=EC OA += OD OA 2+=OC OB OA ++=.都是“定义域”惹的祸函数三要素中,函数三要素中,定义域是十分重要的,定义域是十分重要的,研究函数的性质时应首先考虑其定义域.研究函数的性质时应首先考虑其定义域.在求解在求解A OEMR SNB P FH O ABCDE函数有关问题时,若忽视定义域,便会直接导致错解.下面我们举例分析错从何起.一、求函数解析式时例1.已知x x x f 2)1(+=+,求函数)(x f 的解析式的解析式 .错解:令1+=x t ,则1-=t x ,2)1(-=t x ,1)1(2)1()(22-=-+-=\t t t t f ,1)(2-=\x x f剖析:因为x x x f 2)1(+=+隐含着定义域是0³x ,所以由1+=x t 得1³t ,1)(2-=\t t f 的定义域为1³t ,即函数)(x f 的解析式应为1)(2-=x x f (1³x ) 这样才能保证转化的等价性这样才能保证转化的等价性. .正解:由x x x f 2)1(+=+,令1+=x t 得1³t ,()21-=\t x 代入原解析式得1)(2-=t t f (1³t ),即1)(2-=x x f (1³x ).二、求函数最值(或值域)时例2.若,62322x y x =+求22y x +的最大值.的最大值.错解:由已知有由已知有x x y 32322+-=①,代入22y x +得22y x +()2932132122+--=+-=x x x ,∴当3=x 时,22y x +的最大值为29.剖析:上述错解忽视了二次函数的定义域必须是整个实数的集合,上述错解忽视了二次函数的定义域必须是整个实数的集合,同时也未挖掘出约束同时也未挖掘出约束条件x y x 62322=+中x 的限制条件.的限制条件.正解:由032322³+-=x x y 得20££x ,\22y x +()2932132122+--=+-=x x x ,[]2,0Îx ,因函数图象的对称轴为3=x ,∴当[]2,0Îx 是函数是增函数,故当当2=x 时,22y x +的最大值为4.例3.已知函数()()32log 19f x x x =+££,则函数()()22y f x f x =+éùëû的最大值为(为() A .33 B .22 C .13 D .6错解:()()22y f x f x =+éùëû=()22332log 2log x x +++=()23log 33x +-在()19x ££上是增函数,故函数()()22y f x f x =+éùëû在9x =时取得最大值为3333.. 正解:由已知所求函数()()22y f x f x =+éùëû的定义域是21919x x ££ìí££î得13x ££, ()()22y f x f x =+éùëû=()22332log 2log x x +++=()23log 33x +-在13x ££是增函数,故函数()()22y f x f x =+éùëû在3x =时取得最大值为1313.. 例4.已知()()4232££=-x x f x,求()[]()2121x f x f y --+=的最大值和最小值.的最大值和最小值.错解:由()()4232££=-x x f x 得91££y .∴()()91log 231££+=-x x x f .∴()[]()()6log 6log log 2log 232323232121++=+++=+=--x x x x x f x fy()33log 23-+=x . ∵91££x ,∴2log 03££x .∴22max=y ,6min =y .剖析:∵()x f 1-中91££x ,则()21x f -中912££x ,即31££x ,∴本题的定义域应为[]3,1.∴1log 03££x .正解:(前面同上)()33log 23-+=x y ,由31££x 得1log 03££x . ∴13max=y,6min =y . 例5.求函数3254-+-=x x y 的值域.的值域. 错解:令32-=x t ,则322+=t x ,∴()1253222++=+-+=t t t t y87874122³+÷øöçèæ+=t .故所求函数的值域是÷øöêëé+¥,87. 剖析:经换元后,应有0³t ,而函数122++=t t y 在[)+¥,0上是增函数,随着t 增大而无穷增大.所以当0=t 时,1min =y .故所求函数的值域是[)+¥,1. 三、求反函数时例6.求函数)20(242££++-=x x x y 的反函数.的反函数.错解:函数)20(242££++-=x x x y 的值域为[]6,2Îy ,又6)2(2+--=x y ,即,即y x -=-6)2(2\y x -±=-62,\所求的反函数为()6262££-±=x x y .剖析:上述解法中忽视了原函数的定义域上述解法中忽视了原函数的定义域 ,没有对x 进行合理取舍进行合理取舍,,从而得出了一个非函数表达式.函数表达式.正解:由242(02)y x x x =-++££的值域为[]6,2Îy , 因y x -=-6)2(2,又02£-x \y x --=-62,\所求的反函数为()6262££--=x x y .四、求函数单调区间时例7.求函数)4lg()(2x x f -=的单调递增区间的单调递增区间. .错解:令24x t -=,则t y lg =,它是增函数,它是增函数. . 24x t -= 在]0,(-¥上为增函数,由复合函数的单调性可知,函数)4lg()(2x x f -=在]0,(-¥上为增函数,即原函数的单调增区间是]0,(-¥.剖析:判断函数的单调性,必须先求出函数的定义域,单调区间应是定义域的子区间. 正解:由042>-x ,得)(x f 的定义域为)2,2(-.24x t -= 在]0,2(-上为增函数,由可复合函数的单调性可确定函数)4lg()(2x x f -=的单调增区间是]0,2(-. 例8.求()23log 27.0+-=x x y 的单调区间.的单调区间.错解:令232+-=x x t ,t y 7.0log =,úûùçèæ¥-Î23,x 时,232+-=x x t 为减函数,÷øöêëé+¥Î,23x 时,232+-=x x t 为增函数,为增函数,又又t y 7.0log =为减函数,为减函数,故以复合函数单调性故以复合函数单调性知原函数增区间为úûùçèæ¥-23,,减区间为÷øöêëé+¥,23.剖析:在定义域内取1=x ,y 值不存在,显然上面所求不对,根本原因正是疏忽了定义域,单调区间必须在函数定义域内.由0232>+-x x ,得1<x 或2>x ,故增区间为()1,¥-,减区间为()+¥,2. 例9.指出函数22ln y x x =+的单调增区间.的单调增区间.错解:∵22ln y x x =+,∴22y x x¢=+,∴当0y ¢>时,1x ³或1x £-,∴函数22ln y x x =+的单调增区间为(][),1,1,-¥-+¥.剖析:此题错在没有考虑函数的定义域()0,+¥,故本题的答案为[)1,+¥.。

模型2用换元思想速解函数嵌套问题模型(高中数学模型大归纳)

模型2用换元思想速解函数嵌套问题模型(高中数学模型大归纳)

模型2 用换元思想速解函数嵌套问题【问题背景】形如y =f (g (x ))的复合函数(暂称此函数为“嵌套函数”),以基本初等函数相互“复合”成的一些“新函数”为主,常与函数的图象、性质、零点等交汇起来综合考查.对于嵌套函数的零点,通常先“换元解套”,将复合函数拆解为两个相对简单的函数,借助函数的图象、性质求解.【解决方法】【典例1】(2024江苏常州高级中学8月期初检测)已知函数()21exx x f x +-=,其中x ÎR ,则函数()()1y f f x =+共有______个零点.【套用模型】第一步:确定内层函数和外层函数.函数()()1y f f x =+分解后是函数()1y f t =+,()t f x =,即内层函数为()t f x =,外层函数为()1y f t =+.第二步:确定外层函数()1f t +的零点及所在区间.令()10f t +=,即()1f t =-.由()0f t =可得210t t +-=,解得t =,所以当t <<()0f t <.对()f t 求导得()22ett t f t -++¢=,令()0f t ¢=,得1t =-或2t =,因此()f t 在(),1-¥-上单调递减,在()1,2-上单调递增,在()2,+¥上单调递减.所以()1f t =-有两解1t ,2t ,不妨设12t t <11t <<-,20t =.第三步:根据外层函数的零点及零点所在区间,确定内层函数的零点情况.根据对()f t 的分析作出()f x 的大致图象,如图1所示.e >-,所以根据图象可知直线1y t =与曲线()yf x =有2个交点,直线2y t =与曲线()y f x =有2个交点.图1第四步:整合结论,确定结果.综上,函数()()1y f f x =+共有4个零点.【典例2】(2024重庆八中8月开学考试|多选)已知函数()e 0ln 0x x f x x x ì£ï=í>ïî,,()()()()()g x f f x f x a a =--ÎR ,则下列说法正确的是()A .a $ÎR ,使得()g x 有2个零点B .a $ÎR ,使得()g x 有3个零点C .若()g x 有3个零点,则1a >D .若()g x 有4个零点,则1a =【套用模型】第一步:确定内层函数和外层函数,对内层函数实施换元.令()f x t =,则0t ³,则()()()()()0g x f f x f x a f t t a =--=Þ=+.【会转化】换元后,可以看出内层函数为()t f x =,外层函数为()()g t f t t a =--第二步:借助切线,研究外层函数的零点.根据题意作出()y f t =的大致图象,如图2所示,则外层函数的零点个数即直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³的交点个数.【易遗漏】内层函数的值域限制了外层函数的定义域,故换元后要注意新元的取值范围图2直线y t a =+的斜率为1,当1t ³时,ln 0t ³,设曲线()ln 1y t t =³的斜率为1的切线的切点为()00,ln t t ,1y t¢=,则由11t =得01t =,故切点为()1,0,切线方程为1y t =-.向上平移直线1y t =-,当到达直线1y t =+的位置时,与曲线()y f t =()0t ³有2个交点.故当1a >时,直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³有1个交点,且交点横坐标满足()0,1t Î;当1a =时,直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³有2个交点,交点横坐标分别满足()0,1t Î和0=t ;当11a -<<时,直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³有1个交点,且交点横坐标满足()0,1t Î;当1a =-时,直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³有1个交点,且交点横坐标满足1t =;当1a <-时,直线y t a =+与曲线()y f t =()0t ³有1个交点,且交点横坐标满足1t >.第三步:研究内层函数()y f x =的图象与直线y t =的交点个数情况.再看()f x 的图象,如图3所示,图3当1t >时,曲线()y f x =与直线y t =有2个交点,当01t <£时,曲线()y f x =与直线y t =有3个交点,当0=t 时,曲线()y f x =与直线y t =有1个交点,当0t <时,曲线()y f x =与直线y t =没有交点.第四步:整合结论,求得结果.综上可知:当11a -£<或1a >时,()g x 有3个零点;当1a =时,()g x 有4个零点;当1a <-时,()g x 有2个零点.故选ABD .【典例3】(2024江苏盐城8月期初测试)已知函数()21cos sin 4f x x a x =++在区间[]0,π上有2个不同的零点,则实数a 的取值范围为( )A .51,44æö--ç÷èøB .11,4æö--ç÷èø C .1,4æö-¥-ç÷èø D .5,14æö--ç÷èø【套用模型】第一步:利用降幂公式转化题目条件,换元确定内、外层函数.()222115cos sin 1sin sin sin sin 444f x x a x x a x x a x =++=-++=-++,令sin t x =,[]0,πx Î,则[]0,1t Î,则外层函数为254y t at =-++,内层函数为sin t x =.第二步:分析确定外层函数的零点个数.若函数254y t at =-++的零点含1,不符合题意.【扫清障碍】若函数254y t at =-++只有1个零点1t =,则函数()f x 只有1个零点π2x =;若函数254y t at =-++除1外还有别的零点,则由二次函数图象知函数()f x 的零点有奇数个.均不符合题意假设函数254y t at =-++在区间[)0,1上有n 个零点.第三步:分析确定内层函数的零点个数.若254y t at =-++在[)0,1上有1个零点0t ,则在[]0,π上有2个不同的x 满足0sin t x =,【会分析】正向求解零点个数的问题时,由外向内,逐层分析,即可得出结论;而已知零点个数求解参数范围时,需要先假设外层函数的零点情况,根据内、外层函数的对应关系,分析内层函数的零点情况,据此确定各假设是否成立因此若函数254y t at =-++在区间[)0,1上有n 个零点,则函数()f x 在[]0,π上有2n 个零点,所以函数()f x 在[]0,π上有2个零点,即函数254y t at =-++在区间[)0,1上有1个零点.第四步:根据t 的范围确定参数的范围.又0=t 时255044t at -++=>,则1t =时2551044t at a -++=-++<,得14a <-,即实数a 的取值范围为1,4æö-¥-ç÷èø.故选C .【典例4】(2024广东茂名9月统测)已知函数()22f x x x =--,()10410x x g x x x x ì+>ï=íï+£î,,若关于x 的方程()()0g f x a -=有4个实数根,则实数a 的取值范围为______.【套用模型】第一步:换元,确定内层函数和外层函数.令()f x t =,则原方程可以化为()g t a =.第二步:根据原方程根的个数,分析内、外层函数的零点情况,确定t 的范围.因为方程()()0g f x a -=有4个实数根,且()()222111f x x x x =--=-++£,当1t =时,关于x 的方程()f x t =只有1个根=1x -,不符合题意.当(),1t Î-¥时,关于x 的方程()f x t =有2个不同的根.则原方程有4个根等价于函数()()1y g t t =<的图象与直线y a =有2个不同的交点.第三步:作出外层函数的图象和直线y a =.作出函数()()1y g t t =<和y a =的图象,如图4所示.图4第四步:数形结合,得出a 的取值范围.由图象可知,当514a £<时,函数()()1y g t t =<的图象与直线y a =有2个不同的交点,故a 的取值范围是51,4éö÷êëø.一、单选题(22-23高三上·河南焦作·期中)1.已知函数22,0()1ln(6),60x x x f x x x ì-³=í-+-<<î则函数f (x )在(-6,+∞)上的零点个数为( )A .1B .2C .3D .4(2023·浙江温州·二模)2.已知22(0)(){log (0)xx f x x x £=>,则方程[()]2f f x =的根的个数是A .3个B .4个C .5个D .6个(22-23高三上·黑龙江哈尔滨·期中)3.设函数()32,0lg ,0x x f x x x +£ì=í>î,则函数()()12y f f x =-的零点个数为( )A .1个B .2个C .3个D .4个(2023·黑龙江哈尔滨·一模)4.已知函数131,(1)()ln(1),(1)x x f x x x -ì+£ï=í->ïî,若24()()2()3F x f x af x =-+的零点个数为4,则实数a取值范围为( )A.54(,)63+¥U B.5(2,)6+¥U C .5[,2)6D .4(,)3+¥(22-23高三上·天津·期末)5.已知函数|1||ln(2)|,>2()=12+,22x x x f x x --£ìïíïî,若函数2()[()]2()g x f x af x =-有四个不同的零点,则实数a 的取值范围是( )A .35,44ìüæö+¥íýç÷îþèøU B .15,24ìüæö+¥íýç÷îþèøU C .35,44æùçèûD .3,4æö+¥ç÷èø(2023·浙江宁波·二模)6.设a ÎR ,函数()21,0,0x x f x x ax x ì-³=í-+<î,若函数()y f f x =éùëû恰有3个零点,则实数a 的取值范围为( ).A .()2,0-B .()0,1C .[)1,0-D .()0,2(22-23高三·浙江杭州·阶段练习)7.已知函数3221,0()31,()468,0x x f x x x g x x x x x ì+>ï=-+=íï---£î,则方程[()]0g f x a -=(a 为正实数)的根的个数不可能为( )A .3个B .4个C .5个D .6个二、填空题(22-23高三上·黑龙江黑河·阶段练习)8.已知函数222,0()43,0x x x f x x x x ì--£=í-+>î,,0(),0x e x g x lnx x ì£ï=í>ïî,则函数()(())1h x g f x =-的零点个数为 个.(22-23高三下·浙江温州·期末)9.设a R Î,函数()22,0,0x x f x x ax x ì-³=í-+<î,若函数()y f f x =éùëû恰有4个零点,则实数a 的值为.(22-23高三上·湖北武汉·期中)10.已知函数()1,0ln ,0x x f x x x +£ì=í>î,则函数()1y f f x éù=-ëû的零点个数为 .参考答案:1.C【分析】分段函数,分别在定义域内求函数的零点,解方程即可.【详解】函数22,0()1ln(6),60x x x f x x x ì-³=í-+-<<î在(-6,+∞)上有零点,则2020x x x ³ìí-=î或601ln(6)0x x -<<ìí-+=î,解得x =2或x =4或x =e -6,即函数f (x )在(-6,+∞)上的零点个数为3.故选:C .【点睛】本题考查了求函数零点个数问题,考查了运算求解能力和逻辑推理能力,属于中档题目.2.C【分析】由题意,根据分段函数分段讨论根的可能性,从而求()f x ,再由()f x 求x 即可.【详解】由题意,当()0f x …时,()[()]22f x f f x ==, ()1f x = 与()0f x …矛盾,此时无解;当()0f x >时,2[()]|log ()|2f f x f x ==;故1()4f x =或()4f x =,若1()4f x =,则0x £ 时,124x=,0x >时,21|log |4x =,故2x =-或142x =或142x -=;若()4f x =,则0x £ 时,24x =,0x > 时,2|log |4x =,故2x =(舍去)或16x =或116x =;故共有5个根;故选:C .3.C【分析】画出函数()f x 的草图,分析函数的值域及1()2f t =的解,由()f x t =解的个数,可得答案【详解】函数()32,0lg ,0x x f x x x +£ì=í>î的图象如图所示,由()()102y f f x =-=,得()()12f f x =,令()f x t =,则1()2f t =,当0t £时,1322t +=,得12t =-,当0t >时,1lg 2t =,则=t 所以当12t =-时,1()2f x =-,由图象可知方程有两个实根,当=t()f x =,由图象可知,方程有1个实根,综上,方程()()12f f x =有3个实根,所以函数()()12y f f x =-的零点个数为3,故选:C 4.D【分析】画出()f x 的图象,结合()F x 的零点个数以及函数的图象可得方程24203t at -+=的解1t 、2t 满足1212012t t t t ¹ìï<£íï>î,根据根分布可求实数a 取值范围.【详解】()f x的图象如图所示:因为()24()2()3F x f x af x =-+有4个不同的零点,故24203t at -+=有解,设此关于t 方程的解为1t 、2t ,其中12,t t 均不为零且1243t t =.由题设可得关于x 的方程()1f x t =和()2f x t =共有4个不同的解,故12120101t t t t ¹ìï<£íï<£î(舍)或1212012t t t t ¹ìï<£íï>î或121222t t t t ¹ìï>íï>î(舍).所以4120344403402003a a a ì-+£ïïï-+<íïï-´+>ïî,解得43a >.故选:D.【点睛】方法点睛:复合方程的解的讨论,一般通过换元转化为内、外方程的解来处理,注意根据已知零点的个数合理推断二次方程的根的情况.5.A【分析】根据给定条件,结合零点的意义求出()f x 的零点,数形结合求出方程()2f x a =有三个根的a 的取值范围作答.【详解】由()0g x =得:()=0f x 或()2f x a =,因函数|1||ln(2)|,>2()=12+,22x x x f x x --ìïí£ïî,由()=0f x 解得=3x ,因此函数2()=[()]2()g x f x af x -有四个不同的零点,当且仅当方程()2f x a =有三个不同的根,函数()f x 在(,1]-¥上递减,函数值集合为3[,+)2¥,在[1,2]上递增,函数值集合为35[,]22,函数()f x 在(2,3]上递减,函数值集合为[0,+)¥,在[3,+)¥上递增,函数值集合为[0,+)¥,在同一坐标系内作出直线2y a =与函数=()y f x 的图象,如图,方程()2f x a =有3个不同的根,当且仅当直线2y a =与函数=()y f x 的图象有3个公共点,观察图象知,当322a =或522a >,即34a =或54a >时,直线2y a =与函数=()y f x 的图象有3个公共点,所以实数a 的取值范围是35{}(,+)44È¥.故选:A【点睛】思路点睛:涉及给定函数零点个数求参数范围问题,可以通过分离参数,等价转化为直线与函数图象交点个数,数形结合推理作答.6.A【分析】当0a ³时,画出函数图象,可得()y f f x =éùëû有0x =和2x =两个零点;当a<0,画出函数图象,数形结合可得要使()y f f x =éùëû有3个零点,需满足0x <时,()max 1f x <.【详解】当0a ³时,()f x 的大致图象如图1,此时令()0f f x =éùëû,可得()1f x =,观察图象可解得0x =或2x =,即方程有2个根,则此时()y f f x =éùëû只有2个零点,不合题意;当a<0时,()f x 的大致图象如图2,此时令()0f f x =éùëû,可得()1f x =或()f x a =,由图易知()f x a =恰有一根,则需满足()1f x =有两根,而0x =和2x =均为()1f x =的根,则需满足0x <时,()max 1f x <,又0x <时()2f x x ax =-+的对称轴为2a x =,则()2max 124a a f x f æö==<ç÷èø,解得22a -<<,则20a -<<,综上,a 的取值范围为()2,0-.故选:A.【点睛】关键点睛:本题考查根据分段函数零点个数求参数范围,解题的关键是画出函数图象,数形结合即可进行判断求解.7.A【分析】对()f x 求导,得其单调性,故而可得函数图象,通过作出函数()g x ,()f x 的图象,数形结合,综合即可得结果.【详解】函数()()23632f x x x x x ¢=-=-,由()0f x ¢>得2x >或0x <,此时函数单调递增,由()0f x ¢<得02x <<,此时函数单调递减,即当0x =时,函数取得极大值()01f =,当2x =时,函数取得极小值()23f =-,函数21,0()468,0x x g x x x x x ì+>ï=íï---£î,()131,12g g æö-==ç÷èø,图象如图:令()f x t =,()g t a=当1a >时,()g t a =有2个根,121(0,),(1,)3t t ÎÎ+¥1()f x t =有3个根,2()f x t =有3个或1个根,所以原方程有6个或4个根;当1a =时,()g t a =有2个根,1213,2t t =-=1()f x t =有2个根,2()f x t =有3个根,所以原方程有5个根;当01a <<时,()g t a =有2个根,12(4,3),(3,2)t t Î--Î--1()f x t =有1个根,2()f x t =有3个根,所以原方程有4个根;∴方程[()]0g f x a -=(a 为正实数)的根的个数可能为:4个,5个,6个,不可能为3个,故选:A.8.10【分析】令()0h x =,即(())1g f x =,再令()1g x =,根据()g x 的解析式分类讨论,即可求出x ,即()0f x =或()f x e =或1()f x e=,再画出函数()f x 图象,数形结合即可判断;【详解】令()0h x =得(())1g f x =,令()1g x =得10x e x ì=í£î或10lnx x ì=í>î,解得0x =或x e =或1=x e.()0f x \=或()f x e =或1()f x e=.作出()f x 的函数图象如图所示:由图象可知()0f x =有4个解,()f x e =有两个解,1()f x e=有4个解,()h x \共有10个零点.故答案为:109.-【分析】分0a ³和a<0两种情况讨论,由()0f f x =éùëû解出()f x 的值,然后分0x ³、0x <解关于x 的方程,结合已知条件可得出关于实数a 的等式,进而可求得实数a 的值.【详解】①当0a ³时,由()0f f x =éùëû,可得()2f x =,当0x ³时,由()22f x x =-=,可得0x =或4,当0x <时,()20f x x ax =-+<.即当0a ³时,函数()y f f x =éùëû只有2个零点,不合乎题意;②当a<0时,由()0f f x =éùëû,可得()2f x =或()f x a =.当0x ³时,由()22f x x =-=,可得0x =或4,方程2x a -=无解,当0x <时,由()2f x x ax a =-+=,即20x ax a -+=,240a a D =->,解方程20x ax a -+=可得x a =,其中0x a =<合乎题意,0x a =+>舍去,所以,方程22x ax -+=在0x <时有唯一解,函数()2f x x ax =-+在,2a æö-¥ç÷èø上单调递增,在,02a æöç÷èø上单调递减,当0a x <<时,()0f x >,当x a <时,()0f x <,故2224a a f æö==ç÷èø,解得a =-综上所述,a =-故答案为:-.【点睛】思路点睛:已知函数的零点或方程的根的情况,求解参数的取值范围问题的本质都是研究函数的零点问题,求解此类问题的一般步骤:(1)转化,即通过构造函数,把问题转化成所构造函数的零点问题;(2)列式,即根据函数的零点存在定理或结合函数的图象列出关系式;(3)得解,即由列出的式子求出参数的取值范围.10.7【解析】先由()10f f x éù-=ëû可求得()f x 的值,再由0x £和0x >两种情况结合()f x 的值,可求得x 的值,即可得解.【详解】下面先解方程()10f f x éù-=ëû得出()f x 的值.(1)当()0f x £时,可得()()1110f f x f x -=+-=éùëû,可得()0f x =;(2)当()0f x >时,可得()()1ln 10f f x f x -=-=éùëû,可得()f x e =或()1f x e=.下面解方程()0f x =、()f x e =和()1f x e=.①当0x £时,由()10f x x =+=可得=1x -,由()1f x x e =+=可得1x e =-(舍去),由()11f x x e =+=可得11x e=-;②当0x >时,由()ln 0f x x ==可得1x =,由()1ln f x x e==可得1e x e =或1e x e -=,由()ln f x x e ==可得e x e =或e x e -=.综上所述,函数()1y f f x =-éùëû的零点个数为7.故答案为:7.【点睛】方法点睛:判定函数()f x 的零点个数的常用方法:(1)直接法:直接求解函数对应方程的根,得到方程的根,即可得出结果;(2)数形结合法:先令()0f x =,将函数()f x 的零点个数,转化为对应方程的根,进而转化为两个函数图象的交点个数,结合图象,即可得出结果.。

立体几何解答题常考模型归纳总结(九大题型)(原卷版)-高中数学

立体几何解答题常考模型归纳总结(九大题型)(原卷版)-高中数学

立体几何解答题常考模型归纳总结 高考立体几何解答题常考模型主要包括柱体、锥体、球体、旋转体、多面体等。

这些模型常涉及体积、表面积的计算,截面问题,以及与其他几何体的组合或相交问题。

此外,空间位置关系,如平行、垂直的判断与证明,也是常考内容。

空间角的计算,包括异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角等,同样是高考立体几何的重要考点。

最后,空间距离的计算,如点到平面的距离、两平行平面间的距离等,也是解答题中常见的考查点。

掌握这些模型的基本性质和解题方法,对于提高高考立体几何的解题能力至关重要。

题型一:非常规空间几何体为载体【典例1-1】(2024·河南濮阳·模拟预测)如图,侧面11BCC B 水平放置的正三棱台11111,24ABC A B C AB A B -==(1)求证:1AA ^平面11BCC B ;(2)求直线AB 和平面1ACB 所成角的正弦值.【典例1-2】(2024·云南昆明·三模)如图,在三棱台111ABC A B C -中,上、下底面是边长分别为2和4的正三角形,1AA ^平面ABC ,设平面11AB C I 平面=ABC l ,点,E F 分别在直线l 和直线1BB 上,且满足EF l ^,1EF BB ^.(1)证明:^EF 平面11BCC B ;(2)若直线EF 和平面ABC 【变式1-1】(2024·天津和平·二模)如图,三棱台111ABC A B C -中,ABC V 为等边三角形,1124AB A B ==,1AA ^平面ABC ,点M ,N ,D 分别为AB ,AC ,BC 的中点,11A B AC ^.(1)证明:1CC ∥平面1A MN ;(2)求直线1A D 与平面1A MN 所成角的正弦值;(3)求点D 到平面1A MN 的距离.【变式1-2】(2024·河南周口·模拟预测)如图,平行六面体1111ABCD A B C D -中,底面ABCD 与平面11ABC D 都是边长为2的菱形,11120BCD BC D °Ð=Ð=,侧面11BCC B(1)求平行六面体1111ABCD A B C D -的体积;(2)求平面11BCC B 与平面11CDD C 的夹角的余弦值.题型二:立体几何存在与探索性问题【典例2-1】如图1,ABC V 是边长为3的等边三角形,点,D E 分别在线段,AC AB 上,且1,2AE AD ==,沿DE 将ADE V 翻折到PDE △的位置,使得PB 2.(1)求证:平面PDE ^平面BCDE ;(2)在线段PB 上是否存在点M ,使得//EM 平面PCD ,若存在,求出PM MB的值;若不存在,请说明理由.【典例2-2】(2024·广东·一模)如图所示,四边形ABCD 是圆柱底面的内接四边形,AC 是圆柱的底面直径,PC 是圆柱的母线,E 是AC 与BD 的交点,608AB AD BAD AC Ð===o ,,.(1)记圆柱的体积为1V ,四棱锥P ABCD -的体积为 2V ,求 12V V ;(2)设点F 在线段AP 上,且存在一个正整数k ,使得PA kPF PC kCE ==,,若已知平面FCD 与平面PCDk 的值.【变式2-1】在ABC V 中,90ABC Ð=°,6AB BC ==,D 为边AB 上一点,2AD =,E 为AC 上一点,//DE BC ,将ADE V 沿DE 翻折,使A 到A ¢处,90DA B ¢Ð=°.(1)证明:A B ¢^平面A DE ¢;(2)若射线DE 上存在点M ,使l =uuuu r uuu r DM DE ,且MC 与平面A EC ¢所成角的正弦值为15,求λ.【变式2-2】(2024·甘肃张掖·模拟预测)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面四边形ABCD为菱形,且60,DAB PAD Ð=o V 是边长为2的等边三角形,且平面PAD ^平面,ABCD O 为AD 中点.(1)求证:OB ^平面PAD ;(2)在线段PC 上是否存在点M ,使二面角M BO C --的大小为60o ,若存在,求PM PC的值,若不存在,请说明理由.题型三:立体几何折叠问题【典例3-1】(2024·湖北武汉·模拟预测)如图1,在矩形ABCD 中,2AB =,BC =ABD △沿矩形的对角线BD 进行翻折,得到如图2所示的三棱锥A BCD -,且AB CD ^.(1)求翻折后线段AC 的长;(2)点M 满足2AM MD =uuuu r uuuu r ,求CM 与平面ABD 所成角的正弦值.【典例3-2】(2024·山东·模拟预测)如图,在菱形ABCD 中,60BAD Ð=°,E 是AD 的中点,将ABE V沿直线BE 翻折使点A 到达点1A 的位置,F 为线段1AC 的中点.(1)求证:DF ∥平面1A BE ;(2)若平面1A BE ^平面BCDE ,求直线1A E 与平面1A BC 所成角的大小.【变式3-1】(2024·河南驻马店·二模)在如图①所示的平面图形中,四边形ACDE 为菱形,现沿AC 进行翻折,使得AB ^平面ACDE ,过点E 作//EF AB ,且12EF AB =,连接,,FD FB BD ,所得图形如图②所示,其中G 为线段BD 的中点,连接FG .(1)求证:FG ^平面ABD ;(2)若2AC AD ==,直线FG 与平面BCD ,求AB 的值.【变式3-2】在等腰梯形ABCD 中,//AB CD ,2AB =,2AD BC ==,60DAB Ð=°,M 为AB 中点,将AMD V ,BMC △沿MD ,MC 翻折,使A ,B 重合于点E ,得到三棱锥M CDE -.(1)求ME 与平面CDE 所成角的大小;(2)求二面角M DE C --的余弦值.题型四:立体几何作图问题【典例4-1】(2024·河南信阳·模拟预测)长方体1111ABCD A B C D -中,123,2AB AA AD CE ED ===uuu r uuu r .(1)过E 、B 作一个截面,使得该截面平分长方体的表面积和体积.写出作图过程及其理由.(2)记(1)中截面为a ,若a 与(1)中过D 点的长方体的三个表面成二面角分别为,,q j w ,求222cos cos cos q j w ++的值.【典例4-2】(2024·高三·河北承德·期中)如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是正方形,,,O E F 分别是,,BD PA BC 的中点.(1)证明://OE 平面PBC ;(2)若平面a 经过点,,F D E ,且与棱PB 交于点H .请作图画出H 在棱PB 上的位置,并求出PH HB的值.【变式4-1】(2024·辽宁大连·一模)如图多面体ABCDEF 中,面FAB ^面ABCD ,FAB V 为等边三角形,四边形ABCD 为正方形,EF BC ∥,且334EF BC ==,H ,G 分别为CE ,CD 的中点.(1)证明:BF AD ^;(2)求平面BCEF 与平面FGH 所成角的余弦值;(3)作平面FHG 与平面ABCD 的交线,记该交线与直线AD 交点为P ,写出AP AD的值(不需要说明理由,保留作图痕迹).【变式4-2】如图,已知底面为平行四边形的四棱锥P ABCD -中,平面MNGH 与直线PB 和直线AC 平行,点E 为PD 的中点,点F 在CD 上,且:1:2DF FC =.(1)求证:四边形MNGH 是平行四边形;(2)求作过EF 作四棱锥P ABCD -的截面,使PB 与截面平行(写出作图过程,不要求证明).截面的定义:用一个平面去截一个几何体,平面与几何体的表面的交线围成的平面图形.【变式4-3】(2024·北京·三模)四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是边长为2的菱形,23DAB p Ð=.AC BD O =I ,且^PO 平面ABCD ,PO =,点,F G 分别是线段.PB PD 上的中点,E 在PA 上.且3PA PE =.(Ⅰ)求证://BD 平面EFG ;(Ⅱ)求直线AB 与平面EFG 的成角的正弦值;(Ⅲ)请画出平面EFG 与四棱锥的表面的交线,并写出作图的步骤.题型五:立体几何建系繁琐问题【典例5-1】(2024·山东淄博·二模)已知直角梯形ABCD ,90ADC Ð=°,//AB CD ,2AB CD AD ===M 为对角线AC 与BD 的交点.现以AC 为折痕把ADC V 折起,使点D 到达点P 的位置,点Q 为PB 的中点,如图所示:(1)证明:AC ^平面PBM ;(2)求三棱锥P ACQ -体积的最大值;(3)当三棱锥P ACQ -的体积最大时,求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值.【典例5-2】(2024·贵州黔东南·二模)如图,在四棱台1111ABCD A B C D -中,O 为AC 的中点,1111122AA A C C C AC ====.(1)证明:1//OC 平面11AA D D ;(2)若平面ABCD ^平面11ACC A ,AB BC ^,当四棱锥11B AA C C -的体积最大时,求1CC 与平面11AA B B 夹角的正弦值.【变式5-1】(2024·重庆·三模)如图所示的几何体是一个半圆柱和一个三棱锥的组合体.11,BB CC 是半圆柱的母线,1,O O 分别是底面直径BC 和11B C 的中点,11114,2,BC B C BB CC A ====是半圆O 上一动点,1A 是半圆1O 上的动点,1AA 是圆柱的母线,延长1A A 至P 点使得A 为1A P 的中点,连接PB ,PC 构成三棱锥P ABC -.(1)证明:1AC BA ^;(2)当三棱锥P ABC -的体积最大时,求平面1ABA 与平面1BA C 的夹角.【变式5-2】已知平面四边形ABCD ,2AB AD ==,60BAD Ð=°,30BCD Ð=°,现将ABD D 沿BD 边折起,使得平面ABD ^平面BCD ,此时AD CD ^,点P 为线段AD 的中点.(1)求证:BP ^平面ACD ;(2)若M 为CD 的中点①求MP 与平面BPC 所成角的正弦值;②求二面角P BM D --的平面角的余弦值.题型六:两角相等(构造全等)的立体几何问题【典例6-1】(2024·河南·模拟预测)如图,在三棱锥A BCD -中,ABC V 是等边三角形,90BAD BCD Ð=Ð=°,点P 是AC 的中点,连接,BP DP .(1)证明:平面ACD ^平面BDP ;(2)若BD =,且二面角A BD C --为120°,求直线AD 与平面BCD 所成角的正弦值.【典例6-2】(2024·广西桂林·二模)如图,四棱锥F ABCD -中,底面ABCD 为边长是2的正方形,E ,G 分别是CD ,AF 的中点,4AF =,FAE BAE Ð=Ð,且二面角F AE B --的大小为90°.(1) 求证:AE BG ^;(2) 求二面角B AF E --的余弦值.【变式6-1】(2024·安徽合肥·模拟预测)如图,四棱锥E ABCD -中,四边形ABCD 是边长为2的菱形,45DAE BAE °Ð=Ð=,60DAB Ð=°.(1)证明:平面ADE ^平面ABE ;(2)当直线DE 与平面ABE 所成的角为30°时,求平面DCE 与平面ABE 所成锐二面角的余弦值.【变式6-2】(2024·辽宁沈阳·模拟预测)如图,四棱锥E ABCD -中,四边形ABCD 是边长为2的菱形45DAE BAE Ð=Ð=°,60DAB Ð=°(1)证明:平面ADE ^平面ABE ;(2)当平面DCE 与平面ABE DE 与平面ABE 所成角正弦值.题型七:利用传统方法找几何关系建系【典例7-1】(2024·江苏南京·二模)如图,//AD BC ,AD AB ^,点E 、F 在平面ABCD 的同侧,//CF AE ,1AD =,2AB BC ==,平面ACFE ^平面ABCD ,EA EC ==(1)求证://BF 平面ADE ;(2)若直线EC 与平面FBD ,求线段CF 的长.【典例7-2】斜三棱柱ABC -A 1B 1C 1上,侧面AA 1C 1C ⊥平面ABC ,侧面AA 1C 1C 是菱形,∠A 1AC =60°,A 1C =AC AB =2,为BB 1的中点.(1)求二面角C -A 1D -C 1的余弦值;(2)记△ABC 的外接圆上有一动点P ,若二面角P -AA 1-C 与二面角C -A 1D -C 1相等,求AP 的长.【变式7-1】如图,已知四棱锥P ABCE -中,PA ^平面ABCE ,平面PAB ^平面PBC ,且1AB =,2BC =,BE =,点A 在平面PCE 内的射影恰为PCE V 的重心G .(1)证明:BC AB ^;(2)求直线CG 与平面PBC 所成角的正弦值.【变式7-2】如图所示,圆锥的高2PO =,底面圆O 的半径为R ,延长直径AB 到点C ,使得BC R =,分别过点A ,C 作底面圆O 的切线,两切线相交于点E ,点D 是切线CE 与圆O 的切点.(1)证明:平面PDE ^平面POD ;(2)若直线PE 与平面PBD ,求点A 到平面PED 的距离.题型八:空间中的点不好求【典例8-1】(2024·山东日照·三模)在五面体ABCDEF 中,CD ADE ^平面,EF ADE ^平面.(1)求证:AB CD ∥;(2)若222AB AD EF ===,3CD =,90ADE Ð=°,点D 到平面ABFE A BC F --的余弦值.【典例8-2】(2024·全国·校联考模拟预测)已知三棱锥ABCD ,D 在面ABC 上的投影为O ,O 恰好为△ABC 的外心.4AC AB ==,2BC =.(1)证明:BC ⊥AD ;(2)E 为AD 上靠近A 的四等分点,若三棱锥A-BCD 的体积为1,求二面角E CO B --的余弦值.【变式8-1】(2024·河南·校联考模拟预测)如图,在四棱锥P ABCD -中,AB BC ==AD CD AC ===E ,F 分别为AC ,CD 的中点,点G 在PF 上,且G 为三角形PCD 的重心.(1)证明://GE 平面PBC ;(2)若PA PC =,PA CD ^,四棱锥P ABCD -的体积为GE 与平面PCD 所成角的正弦值.【变式8-2】(2024·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测)如图,平行六面体1111ABCD A B C D -中,点P 在对角线1BD 上,AC BD O =I ,平面ACP ∥平面11AC D .(1)求证:O ,P ,1B 三点共线;(2)若四边形ABCD 是边长为2的菱形,11π3BAD BAA DAA =ÐÐ==Ð,13AA =,求二面角P AB C --大小的余弦值.【变式8-3】(2024·全国·模拟预测)已知菱形ABCD 中,1AB BD ==,四边形BDEF 为正方形,满足2π3ABF Ð=,连接AE ,AF ,CE ,CF .(1)证明:CF AE ^;(2)求直线AE 与平面BDEF 所成角的正弦值.题型九:数学文化与新定义问题【典例9-1】(2024·高三·山东青岛·期中)某校积极开展社团活动,在一次社团活动过程中,一个数学兴趣小组发现《九章算术》中提到了“刍薨”这个五面体,于是他们仿照该模型设计了一道数学探究题,如图1,E 、F 、G 分别是边长为4的正方形的三边AB CD AD 、、的中点,先沿着虚线段FG 将等腰直角三角形FDG 裁掉,再将剩下的五边形ABCFG 沿着线段EF 折起,连接AB CG 、就得到了一个“刍甍” (如图2)。

高中数学66个秒杀技巧模型

高中数学66个秒杀技巧模型

高中数学66个秒杀技巧模型引言数学是学习的重要基石,对于高中生来说,数学是一门重要而且挑战性的学科。

为了帮助高中生更好地掌握数学知识,本文总结了66个高中数学秒杀技巧模型,旨在帮助学生更有效地解决数学问题。

1. 一元二次方程的解法模型1:配方法将一元二次方程通过配方法转化为完全平方形式,再求解。

模型2:因式分解将一元二次方程通过因式分解的方式,将方程转化为两个一次方程,再求解。

2. 平行直线与垂直直线的关系模型3:平行直线的判定若两条直线的斜率相等,则这两条直线平行。

模型4:垂直直线的判定若两条直线的斜率的乘积等于-1,则这两条直线垂直。

3. 三角形模型5:直角三角形的性质直角三角形的两条直角边长度的平方和等于斜边长度的平方。

模型6:相似三角形的判定若两个三角形对应角相等,则这两个三角形相似。

4. 指数与对数模型7:指数与幂的关系指数为负数时,可以将其转化为倒数的指数。

模型8:对数的规律log(A) + log(B) = log(A * B)。

5. 概率模型9:加法原理当两个事件互斥(即不可能同时发生)时,它们的概率可以相加。

模型10:乘法原理当两个事件相互独立时,它们的概率可以相乘。

6. 函数模型11:函数的奇偶性质若函数f(-x) = f(x),则函数是偶函数。

若函数f(-x) = -f(x),则函数是奇函数。

模型12:函数图像的平移对于函数y = f(x),若将其横坐标x平移h个单位,纵坐标y平移k个单位,则函数变为y = f(x-h)+k。

7. 三视图与投影模型13:立体图形的三视图通过某个立体图形的三视图,可以还原出这个立体图形的形状。

模型14:投影的性质平行投影后,相互平行的线段仍然平行。

8. 数列模型15:等差数列的通项公式对于等差数列an,其通项公式为an = a1 + (n-1)d。

模型16:等比数列的通项公式对于等比数列an,其通项公式为an = a1 * r^(n-1)。

9. 矩阵模型17:矩阵乘法的规律(AB)C = A(BC),即矩阵乘法满足结合律。

高中数学丨外接球与内切球解题方法,8大模型

高中数学丨外接球与内切球解题方法,8大模型

高中数学I夕卜接球与内切球解题方法,8大模型空间几何体的外接球与内切球-、有关定义1.球的定义:空间中到定点的距离等于定长的点的集合(轨迹)叫球面,简称球。

2.外接球的定义:若一个多面体的各个顶点都在一个球的球面上,则称这个多面体是这个球的内接多面体,这个球是这个多面体的外接球。

3.内切球的定义:若一个多面体的各面都与一个球的球面相切,则称这个多面体是这个球的外切多面体,这个球是这个多面体的内切球。

二、外接球的有关知识与方法1.性质:性质1:过球心的平面截球面所得圆是大圆,大圆的半径与球的半径相等;性质2:经过小圆的直径与小圆面垂直的平面必过球心,该平面截球所得圆是大圆;性质3:过球心与小圆圆心的直线垂直于小圆所在的平面(类比:圆的垂径定理);性质4:球心在大圆面和小圆面上的射影是相应圆的圆心;性质5:在同一球中,过两相交圆的圆心垂直于相应的圆面的直线相交,交点是球心(类比:在同圆中,两相交弦的中垂线交点是圆心).初图1初图22.结论:结论1:长方体的外接球的球心在体对角线的交点处,即长方体的体对角线的中点是球心;结论2:若由长方体切得的多面体的所有顶点是原长方体的顶点,则所得多面体与原长方体的外接球相同;结论3:长方体的外接球直径就是面对角线及与此面垂直的棱构成的直角三角形的外接圆圆心,换言之,就是:底面的一条对角线与一条高(棱)构成的直角三角形的外接圆是大圆;结论4:圆柱体的外接球球心在上下两底面圆的圆心连一段中点处;结论5:圆柱体轴截面矩形的外接圆是大圆,该矩形的对角线(外接圆直径)是球的直径;结论6:直棱柱的外接球与该棱柱外接圆柱体有相同的外接球;结论7:圆锥体的外接球球心在圆锥的高所在的直线上;结论8:圆锥体轴截面等腰三角形的外接圆是大圆,该三角形的外接圆直径是球的直径;结论9:侧棱相等的棱锥的外接球与该棱锥外接圆锥有相同的外接球.3.终极利器:勾股定理、正弦定理及余弦定理(解三角形求线段长度);三、内切球的有关知识与方法1.若球与平面相切,则切点与球心连线与切面垂直。

高中数学-排列组合21种模型

高中数学-排列组合21种模型

高中数学-排列组合21种模型1.排列的定义:从n 个不同元素中,任取m 个元素,按照一定的顺序排成一列,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个排列.)1()2)(1(+---=m n n n n A m n )!(!m n n -=2.组合的定义:从n 个不同元素中,任取m 个元素,并成一组,叫做从n 个不同元素中取出m 个元素的一个组合.!)1()2)(1(m m n n n n A A C m m m nm n +---== )!(!!m n m n -=1、特殊元素和特殊位置优先策略:位置分析法和元素分析法是解决排列组合问题最常用也是最基本的方法,若以元素分析为主,需先安排特殊元素,再处理其它元素.若以位置分析为主,需先满足特殊位置的要求,再处理其它位置。

若有多个约束条件,往往是考虑一个约束条件的同时还要兼顾其它条件。

(转化思想,转特殊选排为任意,便能用排列数,减少分步次数)例1.由0,1,2,3,4,5可以组成多少个没有重复数字五位奇数.解:由于末位和首位有特殊要求,应该优先安排,以免不合要求的元素占了这两个位置.先排末位共有13C 然后排首位共有14C 最后排其它位置共有34A 由分步计数原理得113434288C C A =2.相邻问题捆绑法:题目中规定相邻的几个元素捆绑成一个组,当作一个大元素,再与其它元素一起作排列,同时要注意合并元素内部也必须排列.(同样是转化思想)例1.,,,,A B C D E 五人并排站成一排,如果,A B 必须相邻且B 在A 的右边,那么不同的排法种数有A、60种B、48种C、36种D、24种解析:把,A B 视为一人,且B 固定在A 的右边,则本题相当于4人的全排列,4424A =种,答案:D .例2.7人站成一排,其中甲乙相邻且丙丁相邻,共有多少种不同的排法.解:可先将甲乙两元素捆绑成整体并看成一个复合元素,同时丙丁也看成一个复合元素,再与其它元素进行排列,同时对相邻元素内部进行自排。

高中数学分解模型教案

高中数学分解模型教案

高中数学分解模型教案教学目标:1. 理解数学分解模型的定义和作用;2. 能够使用分解模型解决实际问题;3. 掌握常见的数学分解方法和技巧。

教学内容:1. 什么是分解模型?2. 分解模型的应用场景;3. 常见的分解方法:因式分解、开平方、分数拆分等;4. 分解模型在解决实际问题中的应用。

教学重点和难点:重点:理解数学分解模型的概念和使用方法;难点:掌握分解模型的应用技巧及解题方法。

教学准备:1. 教师准备教案和示范题目;2. 学生准备笔记本和计算器。

教学过程:一、导入(5分钟)教师介绍数学分解模型的定义和作用,引导学生思考分解模型在解决实际问题中的重要性。

二、讲解与示范(15分钟)1. 教师讲解常见的数学分解方法,并通过示例演示如何使用这些方法解决问题;2. 学生跟随教师一起做示范题目,加强理解和掌握。

三、练习与讨论(20分钟)1. 学生独立完成练习题目,将分解模型运用到解题过程中;2. 学生之间互相讨论学习,分享解题经验,相互促进。

四、总结与拓展(10分钟)1. 教师总结今天的教学内容,强调分解模型在解决实际问题中的重要性;2. 鼓励学生继续探索数学分解模型的更多应用场景和技巧。

五、作业布置(5分钟)布置相关的作业,巩固学生对数学分解模型的理解和掌握。

教学反思:本节课采用了导入、讲解与示范、练习与讨论、总结与拓展等教学方法,使学生能够全面理解和掌握数学分解模型的相关知识和技巧。

在教学中,教师需要根据学生的实际情况和学习进度灵活调整教学方法,确保学生能够有效地理解和应用所学知识。

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高中数学通用模型解题方法
上海市华师大二附中
特级数学教师:张杰
1. 对于集合,一定要抓住集合的代表元素,及元素的“确定性、互异性、无序性”。

{}{}{}如:集合,,,、、A x y x B y y x C x y y x A B C ======|lg |lg (,)|lg 中元素各表示什么?
A 表示函数y=lgx 的定义域,
B 表示的是值域,而
C 表示的却是函数上的点的轨迹
2 进行集合的交、并、补运算时,不要忘记集合本身和空集的特殊情况
注重借助于数轴和文氏图解集合问题。

空集是一切集合的子集,是一切非空集合的真子集。

{}{}如:集合,A x x x B x ax =--===||22301
若,则实数的值构成的集合为
B A a ⊂ (答:,,)-⎧⎨⎩⎫⎬⎭
1013
显然,这里很容易解出A={-1,3}.而B 最多只有一个元素。

故B 只能是-1或者3。

根据条件,可以得到a=-1,a=1/3. 但是, 这里千万小心,还有一个B 为空集的情况,也就是a=0,不要把它搞忘记了。

3. 注意下列性质: {}()集合,,……,的所有子集的个数是;1212a a a n n
要知道它的来历:若B 为A 的子集,则对于元素a 1来说,有2种选择(在或者不在)。

同样,对于元素a 2, a 3,……a n ,都有2种选择,所以,总共有2n 种选择, 即集合A 有2n 个子集。

当然,我们也要注意到,这2n 种情况之中,包含了这n 个元素全部在何全部不在的情况,故真子集个数为21n -,非空真子集个数为22n
- ()若,;2A B A B A A B B ⊆⇔==
(3)德摩根定律:
()()()()()()C C C C C C U U U U U U A B A B A B A B ==,
有些版本可能是这种写法,遇到后要能够看懂
,A B A B A B A B ==
4. 你会用补集思想解决问题吗?(排除法、间接法)
如:已知关于的不等式
的解集为,若且,求实数x ax x a
M M M a --<∈∉50352 的取值范围。

()(∵,∴·∵,∴
·,,)335305555015392522∈--<∉--≥⇒∈⎡⎣⎢⎫⎭⎪M a a
M a a a 注意,有时候由集合本身就可以得到大量信息,做题时不要错过; 如告诉你函数f(x)=ax 2+bx+c(a>0) 在(,1)-∞上单调递减,在(1,)+∞上单调递增,就应该马上知道函数对称轴是x=1.或者,我说在上 ,也应该马上可以想到m ,n 实际上就是方程 的2个根
5、熟悉命题的几种形式、
()()().∨∧⌝可以判断真假的语句叫做命题,逻辑连接词有“或”,“且”和“非” 若为真,当且仅当、均为真p q p q ∧
若为真,当且仅当、至少有一个为真p q p q ∨
若为真,当且仅当为假⌝p p
命题的四种形式及其相互关系是什么?
(互为逆否关系的命题是等价命题。


原命题与逆否命题同真、同假;逆命题与否命题同真同假。

6、熟悉充要条件的性质(高考经常考)
x x A |{=满足条件}p ,x x B |{=满足条件}q ,
若 ;则p 是q 的充分非必要条件B A _____⇔;
若 ;则p 是q 的必要非充分条件B A _____⇔;
若 ;则p 是q 的充要条件B A _____⇔;
若 ;则p 是q 的既非充分又非必要条件___________⇔;
7. 对映射的概念了解吗?映射f :A →B ,是否注意到A 中元素的任意性和B 中与之对应元素的唯一性,哪几种对应能构成映射?
(一对一,多对一,允许B 中有元素无原象。


注意映射个数的求法。

如集合A 中有m 个元素,集合B 中有n 个元素,则从A 到B 的映射个数有n m 个。

如:若}4,3,2,1{=A ,},,{c b a B =;问:A 到B 的映射有 个,B 到A 的映射有 个;A 到B 的函数有 个,若}3,2,1{=A ,则A 到B 的一一映射有 个。

函数)(x y ϕ=的图象与直线a x =交点的个数为 个。

8. 函数的三要素是什么?如何比较两个函数是否相同?
(定义域、对应法则、值域) 相同函数的判断方法:①表达式相同;②定义域一致 (两点必须同时具备)
9. 求函数的定义域有哪些常见类型? ()
()例:函数的定义域是y x x x =--432lg
()()()(答:,,,)022334
函数定义域求法:
● 分式中的分母不为零;
● 偶次方根下的数(或式)大于或等于零;
● 指数式的底数大于零且不等于一;
● 对数式的底数大于零且不等于一,真数大于零。

● 正切函数x y tan = ⎪⎭
⎫ ⎝⎛
∈+≠∈Z ππk k x R x ,2,且 ● 余切函数x y cot = ()Z π∈≠∈k k x R x ,,且
● 反三角函数的定义域
函数y =arcsinx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是,函数y =arccosx 的定义域是 [-1, 1] ,值域是 [0, π] ,函数y =arctgx 的定义域是 R ,值域是.,函数y =arcctgx 的定义域是 R ,值域是 (0, π) .
当以上几个方面有两个或两个以上同时出现时,先分别求出满足每一个条件的自变量的范围,再取他们的交集,就得到函数的定义域。

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