高考数学专题复习导练测 第八章 立体几何阶段测试(十)课件 理 新人教A版

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高中数学第8章立体几何初步习题课课件新人教A版必修第二册

高中数学第8章立体几何初步习题课课件新人教A版必修第二册

[解析] (1)证明:∵AD∥BC,BC=2AD,E是BC的中点, ∴AD∥BE,AD=BE, ∴四边形ABED是平行四边形, ∵∠BAD=90°, ∴四边形ABED为矩形,∴DE⊥AD. ∵PA⊥平面ABCD,DE⊂平面ABCD,∴PA⊥DE, 又AD∩PA=A, ∴DE⊥平面PAD, 又DE⊂平面PDE, ∴平面PDE⊥平面PAD.
在图 1 中,利用勾股定理,得 EF= 62+12-3-42= 61, 在△PEF 中,EF2+PF2=61+20=81=PE2, ∴PF⊥EF, 又∵BF∩EF=F,BF⊂平面 ABED,EF⊂平面 ABED, ∴PF⊥平面 ABED. ∵PF⊂平面 PAB,∴平面 PAB⊥平面 ABED.
(2)当 Q 为 PA 的三等分点(靠近 P)时,FQ∥平面 PBE. 证明如下: ∵AQ=23AP,AF=23AB,∴FQ∥BP, 又∵FQ⊄平面 PBE,PB⊂平面 PBE, ∴FQ∥平面 PBE.
[解析] (1)证明:在△ABD中,∵AB=AD,O为BD的中点, ∴AO⊥BD,∵平面ABD⊥平面BCD,平面ABD∩平面BCD=BD, AO⊂平面ABD, ∴AO⊥平面CBD,CD⊂平面CBD,∴AO⊥CD. (2)过点E作EN∥AO交BD于N, 过点N作NM∥CD交BC于M, ∴AO⊥平面CBD,EN∥AO, ∴EN⊥平面CBD, 在△BCD中,∵OB=OD=OC=1, ∴∠BCD=90°,即DC⊥BC,
(2)当P为AM的中点时,MC∥平面PBD. 理由如下: 如图,连接AC交BD于O. 因为四边形ABCD为矩形, 所以O为AC的中点. 连接OP,因为P为AM的中点, 所以MC∥OP.又MC⊄平面PBD,OP⊂平面PBD, 所以MC∥平面PBD.
[归纳提升] 探索性问题的一般解题方法 先假设其存在,然后把这个假设作为已知条件,和题目的其他已知 条件一起进行推理论证和计算.在推理论证和计算无误的前提下,如果 得到了一个合理的结论,则说明存在;如果得到了一个不合理的结论, 则说明不存在.

高考数学总复习 第八章 立体几何配套单元测试(含解析)理 新人教A版

高考数学总复习 第八章 立体几何配套单元测试(含解析)理 新人教A版

高考数学总复习 第八章 立体几何配套单元测试(含解析)理 新人教A 版一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分.每小题中只有一项符合题目要求)1.设m ,n 是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列四个命题: ①若α∥β,m ⊂α,则m ∥β;②若m ∥α,n ⊂α,则m ∥n ;③若α⊥β,m ∥α,则m ⊥β;④若m ⊥α,m ∥β,则α⊥β.其中为真命题的是( )A .①③B .②③C .①④D .②④答案 C解析 ①为空间面面平行的性质,是真命题;②m ,n 可能异面,故该命题为假命题;③直线m 与平面β也可以平行也可以相交不垂直.故该命题是一个假命题;④为真命题.故选C.2.用与球心距离为1的平面去截球,所得的截面面积为π,则球的体积为( )A.8π3B.82π3 C .82π D.32π3答案 B解析 S 圆=πr 2=1⇒r =1,而截面圆圆心与球心的距离d =1,∴球的半径为R =r 2+d 2= 2.∴V =43πR 3=82π3,故选B.3.若一个底面是正三角形的三棱柱的正视图如图所示,其顶点都在一个球面上,则该球的表面积为( )A.163π B.193π C.1912π D.43π解析 设球半径是R ,依题意知,该三棱柱是一个底面边长为2、侧棱长为1的正三棱柱,记上、下底面的中心分别是O 1、O ,易知球心是线段O 1O 的中点,于是R 2=(12)2+(32×2×23)2=1912,因此所求球的表面积是4πR 2=4π×1912=19π3,选B. 4. 如右图所示,是一个正方体的表面展开图,A 、B 、C 均为棱的中点,D 是顶点,则在正方体中,异面直线AB 和CD 的夹角的余弦值为( )A.25 B.35 C.105D.55答案 C 解析把展开图复原为正方体后示意图如右图所示,∠EGF 为AB 和CD 所成的角,F 为正方体一棱的中点.∴EF =GF =52,EG = 2. ∴cos ∠EGF =105. 5.图中的三个直角三角形是一个体积为20 cm 3的几何体的三视图,则这个几何体外接球的表面积为( )A .25π cm 2B.77π2cm 2C .77π cm 2D .144π cm 2解析 由三视图画出此空间几何体的直观图如图所示.由题意得V =13×12×h ×5×6=20⇒h =4.从而易知,其外接球的半径为r =1242+52+62=772. 从而外接球的表面积为S =4πr 2=4π(772)2=77π.选C. 6.如下图所示,正四棱锥P -ABCD 的底面积为3,体积为22,E 为侧棱PC 的中点,则PA 与BE 所成的角为( )A.π6B.π4C.π3D.π2答案 C解析 连接AC 、BD 交于点O ,连接OE ,易得OE ∥PA . ∴所求角为∠BEO . 由所给条件易得OB =62,OE =12PA =22,BE = 2. ∴cos ∠OEB =12,∴∠OEB =60°,选C.7.直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的直观图及三视图如下图所示,D 为AC 的中点,则下列命题是假命题的是( )A .AB 1∥平面BDC 1 B .A 1C ⊥平面BDC 1 C .直三棱柱的体积V =4D .直三棱柱的外接球的表面积为43π 答案 D 解析由三视图可知,直三棱柱ABC -A 1B 1C 1的侧面B 1C 1CB 是边长为2的正方形,底面ABC 是等腰直角三角形,AB ⊥BC ,AB =BC =2.连接B 1C 交BC 1于点O ,连接AB 1,OD .在△CAB 1中,O ,D 分别是B 1C ,AC 的中点,∴OD ∥AB 1,∴AB 1∥平面BDC 1.故A 正确.直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC , ∴AA 1⊥BD .又AB =BC =2,D 为AC 的中点, ∴BD ⊥AC ,∴BD ⊥平面AA 1C 1C . ∴BD ⊥A 1C .又A 1B 1⊥B 1C 1,A 1B 1⊥B 1B , ∴A 1B 1⊥平面B 1C 1CB ,∴A 1B 1⊥B 1C .∵BC 1⊥B 1C ,且BC 1∩B 1C =0,∴BC 1⊥平面A 1B 1C . ∴BC 1⊥A 1C ,∴A 1C ⊥平面BDC 1.故B 正确.V =S △ABC ×C 1C =12×2×2×2=4,∴C 正确.此直三棱柱的外接球的半径为3,其表面积为12π,D 错误.故选D.8.已知圆锥的底面半径为R ,高为3R ,在它的所有内接圆柱中,全面积的最大值是 A .22πR 2B.94πR 2C.83πR 2D.52πR 2 答案 B解析如图所示,为组合体的轴截面,由相似三角形的比例关系,得PO 13R =xR,PO 1=3x ,圆柱的高为 3R -3x ,所以圆柱的全面积为S =2πx 2+2πx (3R -3x )=-4πx 2+6πRx , 则当x =34R 时,S 取最大值,S max =94πR 2.9.二面角的棱上有A 、B 两点,直线AC 、BD 分别在这个二面角的两个半平面内,且都垂直于AB .已知AB =4,AC =6,BD =8,CD =217,则该二面角的大小为A .150°B .45°C .60°D .120°答案 C解析 由条件,知CA →·AB →=0,AB →·BD →=0, CD →=CA →+AB →+BD →.∴|CD →|2=|CA →|2+|AB →|2+|BD →|2+2CA →·AB →+2AB →·BD →+2CA →·BD →=62+42+82+2×6×8cos〈CA →,BD →〉=(217)2.∴cos 〈CA →,BD →〉=-12,〈CA →,BD →〉=120°,∴二面角的大小为60°,故选C.10.已知正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1棱长为1,点P 在线段BD 1上,当∠APC 最大时,三棱锥P -ABC 的体积为( )A.124B.118C.19D.112答案 B解析 以B 为坐标原点,BA 为x 轴,BC 为y 轴,BB 1为z 轴建立空间直角坐标系,设BP →=λBD 1→,可得P (λ,λ,λ),再由cos ∠APC =AP →·CP →|AP →||CP →|可求得当λ=13时,∠APC 最大,故V P -ABC =13×12×1×1×13=118.二、填空题(本大题共6小题,每小题5分,共30分,把答案填在题中横线上) 11.已知m 、n 是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,给出下列命题: ①若α⊥β,m ∥α,则m ⊥β;②若m ⊥α,n ⊥β,且m ⊥n ,则α⊥β;③若m ⊥β,m ∥α,则α⊥β;④若m ∥α,n ∥β,且m ∥n ,则α∥β.其中真命题的序号是________. 答案 ②③解析 若α⊥β,m ∥α,则m 与β可能相交、平行或m 在平面β内,故①错;m ∥α,n ∥β,m ∥n ,则α与β可能平行,可能相交,故④错.12.圆台上、下底面面积分别是π、4π,侧面积是6π,这个圆台的体积是________. 答案733π 解析 上底半径r =1,下底半径R =2.∵S 侧=6π,设母线长为l ,则π(1+2)·l =6π. ∴l =2,∴高h =l 2-R -r2= 3.∴V =13π·3(1+1×2+2×2)=733π.13.(2011·天津文)一个几何体的三视图如图所示(单位:m),则该几何体的体积为________m 3.答案 4解析 由三视图可知,此几何体的上面是正四棱柱,其长,宽,高分别是2,1,1,此几何体的下面是长方体,其长,宽,高分别是2,1,1,因此该几何体的体积V =2×1×1+2×1×1=4(m 3).14.如图,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,点P 是上底面A 1B 1C 1D 1内一动点,则三棱锥P -ABC 的主视图与左视图的面积的比值为________.答案 1解析 依题意得三棱锥P -ABC 的主视图与左视图分别是一个三角形,且这两个三角形的底边长都等于正方体的棱长,底边上的高也都相等,因此三棱锥P -ABC 的主视图与左视图的面积之比等于1.15.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______.答案 20π解析 设球心为O ,球半径为R ,△ABC 的外心是M ,则O 在底面ABC 上的射影是点M ,在△ABC 中,AB =AC =2,∠BAC =120°,∠ABC =12(180°-120°)=30°,AM =AC2sin30°=2.因此,R 2=22+(AA 12)2=5,此球的表面积等于4πR 2=20π.16.如图是一几何体的平面展开图,其中ABCD 为正方形,E 、F 、分别为PA 、PD 的中点,在此几何体中,给出下面四个结论:①直线BE与直线CF异面;②直线BE与直线AF异面;③直线EF∥平面PBC;④平面BCE⊥平面PAD.其中正确的有______个.答案 2解析将几何体展开图拼成几何体(如图),因为E、F分别为PA、PD的中点,所以EF ∥AD∥BC,即直线BE与CF共面,①错;因为B∉平面PAD,E∈平面PAD,E∉AF,所以BE 与AF是异面直线,②正确;因为EF∥AD∥BC,EF⊄平面PBC,BC⊂平面PBC,所以EF∥平面PBC,③正确;平面PAD与平面BCE不一定垂直,④错.三、解答题(本大题共6小题,共70分,解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤)17.(本小题满分10分)下图为一简单组合体,其底面ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,EC∥PD,且PD=AD=2EC=2.(1)请画出该几何体的三视图;(2)求四棱锥B-CEPD的体积.解析(1)该组合体的三视图如下图所示.(2)因为PD⊥平面ABCD,PD⊂平面PDCE,所以平面PDCE ⊥平面ABCD . 因为四边形ABCD 为正方形, 所以BC ⊥CD ,且BC =DC =AD =2.又因为平面PDCE ∩平面ABCD =CD ,BC ⊂平面ABCD , 所以BC ⊥平面PDCE .因为PD ⊥平面ABCD ,DC ⊂平面ABCD , 所以PD ⊥DC .又因为EC ∥PD ,PD =2,EC =1,所以四边形PDCE 为一个直角梯形,其面积S 梯形PDCE =12(PD +EC )×DC =12×3×2=3.所以四棱锥B -CEPD 的体积V B -CEPD =13S 梯形PDCE ×BC =13×3×2=2.18.(本小题满分12分) 如图,在四棱锥P -ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,∠ADC =45°,AD =AC =1,O 为AC 的中点,PO ⊥平面ABCD ,PO =2,M 为PD 的中点.(1)证明:PB ∥平面ACM ; (2)证明:AD ⊥平面PAC ;(3)求直线AM 与平面ABCD 所成角的正切值.解析 (1)连接BD ,MO ,在平行四边形ABCD 中,因为O 为AC 的中点,所以O 为BD 的中点.又M 为PD 的中点,所以PB ∥MO .因为PB ⊄平面ACM ,MO ⊂平面ACM ,所以PB ∥平面ACM .(2)因为∠ADC =45°,且AD =AC =1,所以∠DAC =90°,即AD ⊥AC .又PO ⊥平面ABCD ,AD ⊂平面ABCD ,所以PO ⊥AD .而AC ∩PO =O ,所以AD ⊥平面PAC .(3)取DO 中点N ,连接MN ,AN .因为M 为PD 的中点,所以MN ∥PO ,且MN =12PO =1.由PO ⊥平面ABCD ,得MN ⊥平面ABCD ,所以∠MAN 是直线AM 与平面ABCD 所成的角.在Rt △DAO中,AD =1,AO =12,所以DO =52.从而AN =12DO =54.在Rt △ANM 中,tan ∠MAN =MN AN =154=455,即直线AM 与平面ABCD 所成角的正切值为455. 19.(本小题满分12分) 如图,在四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,四边形ABCD 为正方形,AB =4,PA =3,A 点在PD 上的射影为G 点,E 点在AB 上,平面PEC ⊥平面PCD .(1)求证:AG ∥平面PEC ; (2)求AE 的长;(3)求二面角E -PC -A 的正弦值.解析 (1)证明:∵PA ⊥平面ABCD ,∴PA ⊥CD . 又∵CD ⊥AD ,PA ∩AD =A , ∴CD ⊥平面PAD .∴CD ⊥AG . 又PD ⊥AG ,∴AG ⊥平面PCD . 作EF ⊥PC 于点F ,连接GF , ∵平面PEC ⊥平面PCD , ∴EF ⊥平面PCD .∴EF ∥AG . 又AG ⊄平面PEC ,EF ⊂平面PEC , ∴AG ∥平面PEC .(2)解:由(1)知A 、E 、F 、G 四点共面, 又AE ∥CD ,AE ⊄平面PCD ,CD ⊂平面PCD , ∴AE ∥平面PCD .又∵平面AEFG ∩平面PCD =GF ,∴AE ∥GF . 又由(1)知EF ∥AG ,∴四边形AEFG 为平行四边形,∴AE =GF . ∵PA =3,AD =4,∴PD =5,AG =125.又PA 2=PG ·PD ,∴PG =95.又GP CD =PG PD ,∴GF =95×45=3625,∴AE =3625. (3)解:过E 作EO ⊥AC 于点O ,连接OF ,易知EO ⊥平面PAC ,又EF ⊥PC ,∴OF ⊥PC . ∴∠EFO 即为二面角E -PC -A 的平面角.EO =AE ·sin45°=3625×22=18225,又EF =AG =125, ∴sin ∠EFO =EO EF =18225×512=3210.20.(本小题满分12分)如图,在六面体ABCDEFG 中,平面ABC ∥平面DEFG ,AD ⊥平面DEFG ,ED ⊥DG ,EF ∥DG .且AB =AD =DE =DG =2,AC =EF =1.(1)求证:BF ∥平面ACGD ; (2)求二面角D ­CG ­F 的余弦值.解析 方法一 (1)设DG 的中点为M ,连接AM ,FM . 则由已知条件易证四边形DEFM 是平行四边形. ∴MF ∥DE ,且MF =DE .∵平面ABC ∥平面DEFG , ∴AB ∥DE .∵AB =DE ,∴MF ∥AB ,且MF =AB ,∴四边形ABFM 是平行四边形. ∴BF ∥AM .又BF ⊄平面ACGD ,AM ⊂平面ACGD , 故BF ∥平面ACGD .(2)由已知AD ⊥平面DEFG ,∴DE ⊥AD .又DE ⊥DG , ∴DE ⊥平面ADGC .∵MF ∥DE ,∴MF ⊥平面ADGC .在平面ADGC 中,过M 作MN ⊥GC ,垂足为N ,连接NF ,则∠MNF 为所求二面角的平面角. 连接CM .∵平面ABC ∥平面DEFG ,∴AC ∥DM .又AC =DM =1,所以四边形ACMD 为平行四边形,∴CM ∥AD ,且CM =AD =2.∵AD ⊥平面DEFG ,∴CM ⊥平面DEFG ,∴CM ⊥DG .在Rt △CMG 中,∵CM =2,MG =1, ∴MN =CM ·MG CG =25=255. 在Rt △FMN 中, ∵MF =2,MN =255,∴FN =4+45=2305. ∴cos ∠MNF =MN FN =2552305=66.∴二面角D ­CG ­F 的余弦值为66. 方法二 由题意可得,AD ,DE ,DG 两两垂直,故可建立如图所示的空间直角坐标系.则A (0,0,2),B (2,0,2),C (0,1,2),E (2,0,0),G (0,2,0),F (2,1,0).(1)BF →=(2,1,0)-(2,0,2)=(0,1,-2),CG →=(0,2,0)-(0,1,2)=(0,1,-2),∴BF →=CG →,∴BF ∥CG .又BF ⊄平面ACGD ,故BF ∥平面ACGD . (2)FG →=(0,2,0)-(2,1,0)=(-2,1,0). 设平面BCGF 的法向量为n 1=(x ,y ,z ),则⎩⎨⎧n 1·CG →=y -2z =0,n 1·FG →=-2x +y =0.令y =2,则n 1=(1,2,1).则平面ADGC 的法向量n 2=(1,0,0). ∴cos 〈n 1,n 2〉=n 1·n 2|n 1|·|n 2|=1×112+22+12×12+02+02=66. 由于所求的二面角为锐二面角,∴二面角D ­CG ­F 的余弦值为66. 21.(本小题满分12分) 如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AC ⊥BC ,AB ⊥BB 1,AC =BC =BB 1=2,D 为AB 的中点,且CD ⊥DA 1.(1)求证:BB 1⊥面ABC ;(2)求多面体DBC -A 1B 1C 1的体积; (3)求二面角C -DA 1-C 1的余弦值.解析 (1)证明:∵AC =BC ,D 为AB 的中点, ∴CD ⊥AB .又CD ⊥DA 1,AB ∩A 1D =D , ∴CD ⊥面AA 1B 1B .∴CD ⊥BB 1.又BB 1⊥AB ,AB ∩CD =D ,∴BB 1⊥面ABC .(2)解:V 多面体DBC -A 1B 1C 1=V 棱柱ABC -A 1B 1C 1-V 棱锥A 1-ADC=S △ABC ·|AA 1|-13S △ADC ·|AA 1|=S △ABC ·|AA 1|-13×12S △ABC ·|AA 1|=56S △ABC ·|AA 1|=103.(3) 解:以C 为原点,分别以CB →,CC 1→,CA →的方向为x 轴,y 轴,z 轴的正向,建立空间直角坐标系(如图所示),则C (0,0,0),B (2,0,0),A (0,0,2),C 1(0,2,0),A 1(0,2,2).∴D (1,0,1).设n 1=(x 1,y 1,z 1)是平面DCA 1的一个法向量,则有⎩⎨⎧n 1·CD →=0,n 1·CA 1→=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 1+z 1=0,2y 1+2z 1=0.∴⎩⎪⎨⎪⎧x 1=-z 1,y 1=-z 1.故可取n 1=(1,1,-1).同理设n 2=(x 2,y 2,z 2)是平面DC 1A 1的一个法向量,且C 1D →=(1,-2,1),C 1A 1→=(0,0,2). 则有⎩⎨⎧n 2·C 1D →=0,n 2·C 1A 1→=0,即⎩⎪⎨⎪⎧x 2-2y 2+z 2=0,2z 2=0.∴⎩⎪⎨⎪⎧x 2=2y 2,z 2=0.故可取n 2=(2,1,0).∴cos 〈n 1,n 2〉=n 1·n 2|n 1||n 2|=33×5=155.又二面角C -DA 1-C 1的平面角为锐角,所以其余弦值为155. 22.(本小题满分12分) 如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠ACB =90°,2AC =AA =BC =2.(1)若D 为AA 1的中点,求证:平面B 1CD ⊥平面B 1C 1D ; (2)若二面角B 1-DC -C 1的大小为60°,求AD 的长. 解析 (1)方法一 证明:∵∠A 1C 1B 1=∠ACB =90°, ∴B 1C 1⊥A 1C 1.又由直三棱柱的性质知B 1C 1⊥CC 1, ∴B 1C 1⊥平面ACC 1A 1.∴B 1C 1⊥CD .① 由D 为AA 1的中点,可知DC =DC 1= 2. ∴DC 2+DC 21=CC 21,即CD ⊥DC 1.② 由①②可知CD ⊥平面B 1C 1D .又CD ⊂平面B 1CD ,故平面B 1CD ⊥平面B 1C 1D .(2)解:由(1)可知B 1C 1⊥平面ACC 1A 1,在平面ACC 1A 1内过C 1作C 1E ⊥CD ,交CD 或其延长线于E ,连接EB 1,∴∠B 1EC 1为二面角B 1-DC -C 1的平面角. ∴∠B 1EC 1=60°.由B 1C 1=2知,C 1E =2tan60°=233.设AD =x ,则DC =x 2+1.∵△DC 1C 的面积为1,∴12·x 2+1·233=1.解得x =2,即AD = 2. 方法二(1)证明:如图,以C 为坐标原点,CA 、CB 、CC 1所在的直线分别为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系,则C (0,0,0),A (1,0,0),B 1(0,2,2),C 1(0,0,2),D (1,0,1),即C 1B 1→=(0,2,0),DC 1→=(-1,0,1),CD →=(1,0,1).由CD →·C 1B 1→=(1,0,1)·(0,2,0)=0,得CD ⊥C 1B 1. 由CD →·DC 1→=(1,0,1)·(-1,0,1)=0,得CD ⊥DC 1. 又DC 1∩C 1B 1=C 1,∴CD ⊥平面B 1C 1D . 又CD ⊂平面B 1CD , ∴平面B 1CD ⊥平面B 1C 1D .(2)解:设AD =a ,则D 点坐标为(1,0,a ),CD →=(1,0,a ),CB 1→=(0,2,2). 设平面B 1CD 的一个法向量为m =(x ,y ,z ). 则⎩⎨⎧m ·CB 1→=0,m ·CD →=0⇒⎩⎪⎨⎪⎧2y +2z =0,x +ax =0,令z =-1.得m =(a,1,-1),又平面C 1DC 的一个法向量为n =(0,1,0),则由cos60°=m ·n |m ||n |,得1a 2+2=12. 即a =2,故AD = 2.1.已知某个几何体的三视图如图(主视图的弧线是半圆),根据图中标出的数据,这个几何体的体积是( )A .288+36πB .60πC .288+72πD .288+18π答案 A解析 将几何体的三视图转化为直观图此几何体下面为长方体上面为半圆柱,根据三视图所标数据,可得V 长方体=6×8×6=288, V 半圆柱=12×32×π×8=36π.∴此几何体的体积为V =288+36π.2.设a 、b 是两条不同的直线,α、β是两个不同的平面,则下列命题错误的是 A .若a ⊥α,b ∥α,则a ⊥b B .若a ⊥α,b ∥a ,b ⊂β,则α⊥β C .若a ⊥α,b ⊥β,α∥β,则a ∥b D .若a ∥α,a ∥β,则α∥β答案 D解析 由题意可得A 、B 、C 选项显然正确,对于选项D :当α,β相交,且a 与α,β的交线平行时,有a ∥α,α∥β,但此时α与β不平行.故选D.3.半径为4的球面上有A ,B ,C ,D 四点,且满足AB →·AC →=0,AD →·AC →=0,AB →·AD →=0,则△ABC ,△ACD ,△ADB 面积之和S △ABC +S △ACD +S △ADB 的最大值为A .8B .16C .32D .64答案 C解析 设AB =a ,AC =b ,AD =c , 则S △ABC +S △ACD +S △ADB =12(ab +ac +bc )≤12(a 2+b 22+a 2+c 22+b 2+c 22) =12(a 2+b 2+c 2) =12×4R 2=12×4×42=32, 当且仅当a =b =c 时取“=”.4.设a 、b 、c 表示三条不同的直线,α、β表示两个不同的平面,则下列命题中逆命题不成立的是( )A .当c ⊥α时,若α∥β时,则c ⊥βB .当b ⊂β,c 是a 在β内的射影时,若b ⊥c ,则a ⊥bC .当b ⊂β时,若b ⊥α,则β⊥αD .当b ⊂α,c ⊄α时,若c ∥α,则b ∥c 答案 C解析 A .其逆命题为当c ⊥α时,若c ⊥β,则α∥β,显然垂直于同一直线的两平面平行,逆命题正确;B .其逆命题为当b ⊂β时,c 是a 在β内的射影,若a ⊥b ,则b ⊥c ,此为三垂线定理内容,逆命题正确;C .其逆命题为当b ⊂β时,若β⊥α,则b ⊥a ,显然两平面垂直,其中一平面内任一直线不一定垂直另一平面,逆命题错误;D .其逆命题为当b ⊂α,c ⊄α时,若b ∥c ,则c ∥α,此为线面平行的判断定理,逆命题正确.5.图2中的实线围成的部分是长方体(图1)的平面展开图,其中四边形ABCD 是边长为1的正方形.若向虚线围成的矩形内任意抛掷一质点,它落在长方体的平面展形图内的概率是14,则此长方体的体积是________.答案 3解析 设长方体的高为h ,则图2中虚线围成的矩形长为2+2h ,宽为1+2h ,面积为(2+2h )(1+2h ),展开图的面积为2+4h ;由几何概型的概率公式知2+4h2+2h 1+2h=14,得h =3,所以长方体的体积是V =1×3=3. 6.(2010·江苏)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PD ⊥平面ABCD ,PD =DC =BC =1,AB =2,AB ∥DC ,∠BCD =90°.(1)求证:PC ⊥BC ;(2)求点A 到平面PBC 的距离.解析 (1)证明 因为PD ⊥平面ABCD ,BC ⊂平面ABCD ,所以PD ⊥BC . 由∠BCD =90°,得BC ⊥DC . 又PD ∩DC =D , 所以BC ⊥平面PCD .因为PC ⊂平面PCD ,故PC ⊥BC .(2)方法一 分别取AB ,PC 的中点E ,F ,连接DE ,DF . 易证DE ∥BC ,DF ⊥PC ,则DE ∥面PBC . ∴点D ,E 到面PBC 的距离相等.∴点A 到面PBC 的距离为点D 到面PBC 的距离的2倍. 由(1)知BC ⊥面PCD ,∴面PBC ⊥面PCD . 又DF ⊥PC ,∴DF ⊥面PBC .∵PD =DC =1,∴DF =22. ∴点A 到面PBC 的距离为 2. 方法二连接AC ,设点A 到面PBC 的距离为h . ∵AB ∥DC ,∠BCD =90°, ∴∠ABC =90°. 由AB =2,BC =1,得S △ABC =12AB ×BC =12×2×1=1.∵V P -ABC =13S △ABC ·PD =13×1×1=13,又V P -ABC =V A -PBC ,∴13S △PBC ·h =13,即13×12×1×2h =13,解得h = 2. ∴点A 到面PBC 的距离为 2.7.(2011·北京理)如图,在四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥平面ABCD ,底面ABCD 是菱形,AB =2,∠BAD =60°.(1)求证:BD ⊥平面PAC ;(2)若PA =AB ,求PB 与AC 所成角的余弦值; (3)当平面PBC 与平面PDC 垂直时,求PA 的长. 解析 (1)因为四边形ABCD 是菱形, 所以AC ⊥BD .又因为PA ⊥平面ABCD , 所以PA ⊥BD ,又AC ∩PA =A , 所以BD ⊥平面PAC . (2)设AC ∩BD =O .因为∠BAD =60°,PA =AB =2,所以BO =1,AO =CO = 3.如图,以O 为坐标原点,建立空间直角坐标系O -xyz ,则P (0,-3,2),A (0,-3,0),B (1,0,0,)C (0,3,0),所以PB →=(1,3,-2),AC →=(0,23,0).设PB 与AC 所成角为θ,则cos θ=PB →·AC →|PB →||AC →|=622×23=64.(3)由(2)知BC →=(-1,3,0). 设P (0,-3,t )(t >0), 则BP →=(-1,-3,t ).设平面PBC 的一个法向量m =(x ,y ,z ), 则BC →·m =0,BP →·m =0,所以⎩⎨⎧-x +3y =0,-x -3y +tz =0.令y =3,则x =3,z =6t.所以m =(3,3,6t).同理,平面PDC 的一个法向量n =(-3,3,6t).因为平面PBC ⊥平面PDC , 所以m·n =0,即-6+36t2=0.解得t =6,所以PA = 6.8.(2011·浙江理)如图,在三棱锥P -ABC 中,AB =AC ,D 为BC 的中点,PO ⊥平面ABC ,垂足O 落在线段AD 上.已知BC =8,PO =4,AO =3,OD =2.(1)证明:AP ⊥BC ;(2)在线段AP 上是否存在点M ,使得二面角A -MC -B 为直二面角?若存在,求出AM 的长;若不存在,请说明理由.解析 方法一 (1)如图,以O 为原点,以射线OD 为y 轴的正半轴,以射线OP 为z 轴的正半轴,建立空间直角坐标系O -xyz .则O (0,0,0),A (0,-3,0),B (4,2,0),C (-4,2,0),P (0,0,4). AP →=(0,3,4),BC →=(-8,0,0),由此可得AP →·BC →=0,所以AP →⊥BC →,即AP ⊥BC . (2)设PM →=λPA →,λ≠1,则 PM →=λ(0,-3,-4).BM →=BP →+PM →=BP →+λPA →=(-4,-2,4)+λ(0,-3,-4)=(-4,-2-3λ,4-4λ), AC →=(-4,5,0),BC →=(-8,0,0).设平面BMC 的法向量n 1=(x 1,y 1,z 1),平面APC 的法向量n 2=(x 2,y 2,z 2).由⎩⎨⎧BM →·n 1=0,BC →·n 1=0,得⎩⎪⎨⎪⎧-4x 1-2+3λy 1+4-4λz 1=0,-8x 1=0.即⎩⎪⎨⎪⎧x 1=0,z 1=2+3λ4-4λy 1,可取n 1=(0,1,2+3λ4-4λ).由⎩⎨⎧AP →·n 2=0,AC →·n 2=0,即⎩⎪⎨⎪⎧3y 2+4z 2=0,-4x 2+5y 2=0,得⎩⎪⎨⎪⎧x 2=54y 2,z 2=-34y 2,可取n 2=(5,4,-3).由n 1·n 2=0,得4-3·2+3λ4-4λ=0.解得λ=25,故AM =3.综上所述,存在点M 符合题意,AM =3.方法二 (1)由AB =AC ,D 是BC 的中点,得AD ⊥BC . 又PO ⊥平面ABC ,得PO ⊥BC .因为PO ∩AD =O ,所以BC ⊥平面PAD ,故BC ⊥PA . (2)如图,在平面PAB 内作BM ⊥PA 于M ,连接CM .由(1)中知AP ⊥BC ,得AP ⊥平面BMC .又AP ⊂平面APC , 所以平面BMC ⊥平面APC .在Rt △ADB 中,AB 2=AD 2+BD 2=41,得AB =41. 在Rt △POD 中,PD 2=PO 2+OD 2. 在Rt △PDB 中,PB 2=PD 2+BD 2.所以PB 2=PO 2+OD 2+DB 2=36,得PB =6. 在Rt △POA 中,PA 2=AO 2+OP 2=25,得PA =5.又cos ∠BPA =PA 2+PB 2-AB 22PA ·PB =13,从而PM =PB cos ∠BPA =2,所以AM =PA -PM =3. 综上所述,存在点M 符合题意,AM =3.9.(2011·天津理)如图,在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,H 是正方形AA 1B 1B 的中心,AA 1=22,C 1H ⊥平面AA 1B 1B ,且C 1H = 5.(1)求异面直线AC 与A 1B 1所成角的余弦值; (2)求二面角A -A 1C 1-B 1的正弦值;(3)设N 为棱B 1C 1的中点,点M 在平面AA 1B 1B 内,且MN ⊥平面A 1B 1C 1,求线段BM 的长. 解析 方法一 如图所示,建立空间直角坐标系,点B 为坐标原点,依题意得A (22,0,0),B (0,0,0),C (2,-2,5),A 1(22,22,0),B 1(0,22,0),C 1(2,2,5).(1)易得AC →=(-2,-2,5),A 1B 1→=(-22,0,0). 于是cos 〈AC →,A 1B 1→〉=AC →·A 1B 1→|AC →|·|A 1B 1→|=43×22=23.所以异面直线AC 与A 1B 1所成角的余弦值为23. (2)易知AA 1→=(0,22,0),A 1C 1→=(-2,-2,5). 设平面AA 1C 1的法向量m =(x ,y ,z ),则⎩⎨⎧ m ·A 1C 1→=0,m ·AA 1→=0.即⎩⎨⎧ -2x -2y +5z =0,22y =0.不妨令x =5,可得m =(5,0,2). 同样地,设平面A 1B 1C 1的法向量n =(x ,y ,z ),则⎩⎨⎧n ·A 1C 1→=0,n ·A 1B 1→=0.即⎩⎨⎧-2x -2y +5z =0,-22x =0.不妨令y =5,可得n =(0,5,2).于是cos 〈m ,n 〉=m ·n |m |·|n |=27·7=27.从而sin 〈m ,n 〉=357.所以二面角A -A 1C 1-B 1的正弦值为357.(3)由N 为棱B 1C 1的中点,得N (22,322,52). 设M (a ,b,0),则MN →=(22-a ,322-b ,52).由MN ⊥平面A 1B 1C 1,得⎩⎨⎧MN →·A 1B 1→=0,MN →·A 1C 1→=0.即⎩⎪⎨⎪⎧22-a ·-22=0,22-a ·-2+322-b ·-2+52·5=0.解得⎩⎪⎨⎪⎧a =22,b =24. 故M (22,24,0). 因此BM →=(22,24,0),所以线段BM 的长|BM →|=104.方法二(1)由于AC ∥A 1C 1,故∠C 1A 1B 1是异面直线AC 与A 1B 1所成的角.因为C 1H ⊥平面AA 1B 1B ,又H 为正方形AA 1B 1B 的中心,AA 1=22,C 1H =5,可得A 1C 1=B 1C 1=3.因为cos ∠C 1A 1B 1=A 1C 21+A 1B 21-B 1C 212A 1C 1·A 1B 1=23.所以异面直线AC 与A 1B 1所成角的余弦值为23. (2)连接AC 1,易知AC 1=B 1C 1. 又由于AA 1=B 1A 1,A 1C 1=A 1C 1, 所以△AC 1A 1≌△B 1C 1A 1.过点A 作AR ⊥A 1C 1于点R ,连接B 1R . 于是B 1R ⊥A 1C 1.故∠ARB 1为二面角A -A 1C 1-B 1的平面角. 在Rt △A 1RB 1中,B 1R =A 1B 1·sin∠RA 1B 1=22·1-232=2143.连接AB 1,在△ARB 1中,AB 1=4,AR =B 1R .cos ∠ARB 1=AR 2+B 1R 2-AB 212AR ·B 1R =-27.从而sin ∠ARB 1=357.所以二面角A -A 1C 1-B 1的正弦值为357.(3)因为MN ⊥平面A 1B 1C 1,所以MN ⊥A 1B 1. 取HB 1中点D ,连接ND . 由于N 是棱B 1C 1中点, 所以ND ∥C 1H 且ND =12C 1H =52.又C 1H ⊥平面AA 1B 1B , 所以ND ⊥平面AA 1B 1B . 故ND ⊥A 1B 1.又MN ∩ND =N ,所以A 1B 1⊥平面MND . 连接MD 并延长交A 1B 1于点E , 则ME ⊥A 1B 1,故ME ∥AA 1. 由DE AA 1=B 1E B 1A 1=B 1D B 1A =14,得DE =B 1E =22. 延长EM 交AB 于点F ,可得BF =B 1E =22. 连接NE .在Rt △ENM 中,ND ⊥ME ,故ND 2=DE ·DM .所以DM =ND 2DE =524.可得FM =24.连接BM .在Rt △BFM 中,BM =FM 2+BF 2=104. 10.(2012·东北三校联考)如图,在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,已知BC =1,BB 1=2,AB ⊥平面BB 1C 1C .(1)求直线C 1B 与底面ABC 所成角的正切值;(2)在棱CC 1(不包括端点C 、C 1)上确定一点E 的位置,使EA ⊥EB 1(要求说明理由); (3)在(2)的条件下,若AB =2,求二面角A -EB 1-A 1的大小. 解析 方法一 (1)在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,C 1C ⊥平面ABC , ∴C 1B 在平面ABC 上的射影为CB .∴∠C 1BC 为直线C 1B 与底面ABC 所成的角. ∵在Rt △CC 1B 中,CC 1=2,BC =1,∴tan ∠C 1BC =2,即直线C 1B 与底面ABC 所成角的正切值为2. (2)连接BE ,当E 为CC 1的中点时,EA ⊥EB 1. ∵CE =EC 1=1,BC =B 1C 1=1, ∴∠BEC =∠B 1EC 1=45°. ∴∠BEB 1=90°,即B 1E ⊥BE .又∵AB ⊥平面BB 1C 1C ,EB 1⊂平面BB 1C 1C , ∴AB ⊥EB 1.又AB ⊂平面ABE ,BE ⊂平面ABE ,BE ∩AB =B , ∴EB 1⊥平面ABE .又EA ⊂平面ABE ,故EA ⊥EB 1.(3)如图,取EB 1的中点G ,A 1E 的中点F ,连接FG ,则FG ∥A 1B 1,且FG =12A 1B 1.∵A 1B 1⊥EB 1,∴FG ⊥EB 1. 连接A 1B ,AB 1,设A 1B ∩AB 1=O , 连接OF ,OG ,则OG ∥AE ,且OG =12EA .∵EA ⊥EB 1,∴OG ⊥EB 1.∴∠OGF 为二面角A -EB 1-A 1的平面角.∵AE =AC 2+CE 2=2,OG =12AE =1,FG =12A 1B 1=22,OF =12BE =22,∴∠OGF =45°.∴二面角A -EB 1-A 1的大小为45°.方法二 以B 为坐标原点,BC 、BB 1、AB 所在的直线分别为x 、y 、z 轴建立如图所示的空间直角坐标系,则B (0,0,0),C 1(1,2,0),B 1(0,2,0).(1)在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,平面ABC 的一个法向量为BB 1→=(0,2,0),又BC 1→=(1,2,0), 设BC 1与平面ABC 所成的角为θ, 则sin θ=|cos 〈BB 1→,BC 1→〉|=255.∴tan θ=2,即直线C 1B 与底面ABC 所成角的正切值为2. (2)设E (1,y,0),A (0,0,z ),则EB 1→=(-1,2-y,0), EA →=(-1,-y ,z ).∵EA ⊥EB 1,∴EA →·EB 1→=1-y (2-y )=0. ∴y =1,即E (1,1,0). ∴E 为CC 1的中点. (3)由题知A (0,0,2),则AE →=(1,1,-2),B 1E →=(1,-1,0).设平面AEB 1的一个法向量为n =(x 1,y 1,z 1),则⎩⎨⎧n ·AE →=0,n ·B 1E →=0.∴⎩⎨⎧x 1+y 1-2z 1=0,x 1-y 1=0.令x 1=1,则n =(1,1,2). ∵BE →=(1,1,0),∴BE →·B 1E →=1-1=0. ∴BE ⊥B 1E .又BE ⊥A 1B 1,∴BE ⊥平面A 1B 1E .∴平面A 1B 1E 的一个法向量为BE →=(1,1,0).∴cos 〈n ,BE →〉=n ·BE →|n |·|BE →|=22.∴二面角A -EB 1-A 1的大小为45°.11.如图,AC 是圆O 的直径,点B 在圆O 上,∠BAC =30°,BM ⊥AC 交AC 于点M ,EA ⊥平面ABC ,FC ∥EA ,AC =4,EA =3,FC =1.(1)证明:EM ⊥BF ;(2)求平面BEF 与平面ABC 所成的锐二面角的余弦值.解析 方法一 (1)证明:∵EA ⊥平面ABC ,BM ⊂平面ABC ,∴EA ⊥BM . 又∵BM ⊥AC ,EA ∩AC =A , ∴BM ⊥平面ACFE . 而EM ⊂平面ACFE . ∴BM ⊥EM .∵AC 是圆O 的直径,∴∠ABC =90°. 又∵∠BAC =30°,AC =4, ∴AB =23,BC =2,AM =3,CM =1. ∵EA ⊥平面ABC ,FC ∥EA ,∴FC ⊥平面ABC . 又FC =CM =1,AM =EA =3,∴△EAM 与△FCM 都是等腰直角三角形. ∴∠EMA =∠FMC =45°. ∴∠EMF =90°,即EM ⊥MF . ∵MF ∩BM =M ,∴EM ⊥平面MBF . 而BF ⊂平面MBF ,∴EM ⊥BF .(2)解:延长EF 交AC 的延长线于G ,连接BG ,过点C 作CH ⊥BG ,连接FH .由(1)知FC ⊥平面ABC ,BG ⊂平面ABC , ∴FC ⊥BG .而FC ∩CH =C ,∴BG ⊥平面FCH . ∵FH ⊂平面FCH ,∴FH ⊥BG .∴∠FHC 为平面BEF 与平面ABC 所成的二面角的平面角. 在Rt △ABC 中,∵∠BAC =30°,AC =4,∴BM =AB ·sin30°= 3.由FC EA =GC GA =13,得GC =2. ∵BG =BM 2+MG 2=32+32=23,又∵△GCH ∽△GBM , ∴GC BG =CH BM,∴CM =GC ·BM BG =2×323=1. ∴△FCH 是等腰直角三角形,∠FHC =45°. ∴平面BEF 与平面ABC 所成的锐二面角的余弦值为22. 方法二 (1)证明:因为AC 是圆O 的直径,所以∠ABC =90°,又∠BAC =30°,AC =4,所以AB =23,而BM ⊥AC ,易得AM =3,BM = 3.如图,以A 为坐标原点,垂直于AC 的直线,AC 、AE 所在的直线为x ,y ,z 轴建立空间直角坐标系.由已知条件得A (0,0,0),M (0,3,0),E (0,0,3),B (3,3,0),F (0,4,1). ∴ME →=(0,-3,3),BF →=(-3,1,1). 由ME →·BF →=(0,-3,3)·(-3,1,1)=0, 得ME →⊥BF →,∴EM ⊥BF .(2)解:由(1)知BE →=(-3,-3,3),BF →=(-3,1,1). 设平面BEF 的法向量为n =(x ,y ,z ), 由n ·BE →=0,n ·BF →=0,得⎩⎨⎧-3x -3y +3z =0,-3x +y +z =0.令x =3得y =1,z =2,∴n =(3,1,2).由已知EA ⊥平面ABC ,所以平面ABC 的一个法向量为AE →=(0,0,3). 设平面BEF 与平面ABC 所成的锐二面角为θ,则cos θ=|cos 〈n ,AE →〉|=|3×0+1×0+2×3|3×22=22.。

【新人教A版】2024版高考数学一轮总复习第8章立体几何解答题专项四立体几何中的综合问题课件

【新人教A版】2024版高考数学一轮总复习第8章立体几何解答题专项四立体几何中的综合问题课件

因为三棱柱ABC-A1B1C1的所有棱长都为2,所以AB⊥CD,CD= 3 ,BD=1.
又因为AB⊥B1C,且CD∩B1C=C,所以AB⊥平面B1CD.
又因为B1D⊂平面B1CD,
所以AB⊥B1D.
在 Rt△B1BD 中,BD=1,B1B=2,所以 B1D= 3.
在△B1CD 中,CD= 3,B1D= 3,B1C= 6,
=
化简得 16λ -8λ+1=0,解得
2
2 3
5 3+(-1)2 +3 2
1
λ=4.所以
=
4
,
5
1
1
BP=4BB1=2.
考向2 空间位置关系的证明与二面角
例2如图,在四棱台ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD为直角梯形,AB∥CD,
AB⊥BC,DD1⊥底面ABCD,AB=2BC=2CD=2DD1=4D1C1,P为棱CC1的中点.
因为∠PBD=60°,所以△PBD是等边三角形.
因为E,H分别为PB,PD的中点,所以M是等边三角形PBD的中心,
所以
2
BM=3BH.
因为 F 为 BC 的中点,G 为 CF 的中点,所以
2
BF=3BG.
所以MF∥GH.
又MF⊂平面DEF,GH⊄平面DEF,所以GH∥平面DEF.
(2)解:如图,建立空间直角坐标系,
到达点P的位置,如图②,∠PBD=60°,E,F,H分
别为PB,BC,PD的中点,G为CF的中点.
(1)求证:GH∥平面DEF;
(2)求直线GH与平面PBC所成角的正弦值.
(1)证明:如图,连接BH,交DE于点M,连接MF.
因为△ABC是等腰直角三角形,CD是斜边AB上的高,

新教材人教A版高中数学必修第二册 第八章 立体几何初步 精品教学课件(共541页)

新教材人教A版高中数学必修第二册  第八章 立体几何初步 精品教学课件(共541页)
1.空间几何体的定义及分类
(1)定义:如果只考虑物体的__形__状__和_大___小__,而不考虑其他因 素,那么由这些物体抽象出来的__空__间__图__形____就叫做空间几何
体. (2)分类:常见的空间几何体有多面体与旋转体两类.
2.空间几何体
类别
定义
由若干个___平___面__多__边__形______围
(1)圆柱有无数条母线,它们平行且相等. (2)平行于底面的截面是与底面大小相同的圆,如图 1 所示. (3)过轴的截面(轴截面)都是全等的矩形,如图 2 所示. (4)过任意两条母线的截面是矩形,如图 3 所示.
4.一个棱柱有 10 个顶点,所有的侧棱长的和为 60 cm,则每 条侧棱长为__________cm. 解析:因为棱柱有 10 个顶点,所以棱柱为五棱柱,共有五条侧 棱,所以侧棱长为650=12(cm). 答案:12
5.画一个三棱台,再把它分成: (1)一个三棱柱和另一个多面体. (2)三个三棱锥,并用字母表示.
A.①②
B.①③
C.②③
D.②④
解析:选 B.由棱锥的定义,知棱锥的各侧面都是三角形,故①正确; 有一个面是多边形,其余各面都是三角形,如果这些三角形没有一 个公共顶点,那么这个几何体就不是棱锥,故②错;四面体就是由 四个三角形所围成的封闭几何体,因此以四面体的任何一个面作底 面的几何体都是三棱锥,故③正确;棱锥的侧棱长可以相等,也可 以不相等,故④错.
【解】 (1)选 B.由题意,将正方体的展开图还原成 正方体,“1”与“乐”相对,“2”与“9”相对,“0” 与“快”相对,所以下面是“9”.
(2)题图①中,有 5 个平行四边形,而且还有两个全等的五边形, 符合棱柱的特点;题图②中,有 5 个三角形,且具有共同的顶 点,还有一个五边形,符合棱锥的特点;题图③中,有 3 个梯 形,且其腰的延长线交于一点,还有两个相似的三角形,符合 棱台的特点,把侧面展开图还原为原几何体,如图所示:

新教材高中数学第八章立体几何初步章末整合课件新人教A版必修第二册

新教材高中数学第八章立体几何初步章末整合课件新人教A版必修第二册

解:(1)∵A'C'∥AC,
∴AO与A'C'所成的角就是∠OAC.
∵AB⊥平面BC',OC⊂平面BC',
∴OC⊥AB,又OC⊥BO,AB∩BO=B,
∴OC⊥平面ABO.又OA⊂平面ABO,∴OC⊥OA.
2
在 Rt△AOC 中,OC= 2 ,AC= 2,

sin∠OAC=

1
= ,
2
∴∠OAC=30°.即AO与A'C'所成角为30°.
(3)如图③,过直角梯形ABCD的顶点A作AO⊥CD于点O,将直角梯形
分为一个直角三角形AOD和一个矩形AOCB,绕CD旋转一周形成一
个组合体,该组合体由一个圆锥和一个圆柱组成.
专题一
专题二
专题三
专题四
名师点析 与空间几何体结构特征有关问题的解题技能
(1)紧扣结构特征是判断的关键,熟悉空间几何体的结构特征,根据
②底面为正多边形,且相邻两个侧面与底面垂直的棱柱是正棱柱;
③直角三角形绕其任一边所在直线旋转一周所形成的旋转体都是
圆锥;
④棱台的上、下底面可以不类似,但侧棱长一定相等.
其中正确的个数是(
)
A.0
B.1
C.2 D.3
解析:①上、下底面的圆周上两点的连线要与轴平行才是母线;③
直角三角形绕着直角边所在直线旋转一周才能形成圆锥;④棱台的
体的表面积与体积.
专题一
专题二
专题三
专题四
解:所得几何体是一个圆锥挖去一个圆柱后形成的,
∵S 锥表=π·DC2+π·DC·AC=4π+8π=12π,
S 柱侧=2π·DG·FG=2 3π,∴所求几何体的表面积 S=S 锥表+S 柱侧

高考数学(人教A版理科)一轮复习课件第八章 立体几何 8-7ppt版本

高考数学(人教A版理科)一轮复习课件第八章 立体几何 8-7ppt版本
∴建立如图所示的空间直角坐标系, 设 AB=EF=CD=2, 则 E(0,0,0),A(1,0,0),
F(0,2,0),C(0,2,1),
∴A→F=(-1,2,0),E→C=(0,2,1),
→→
∴cos〈A→F,E→C〉=
AF·EC →→

|AF||EC|
4 5×
5=45,
∴AF 与 CE 所成角的余弦值为45.
四边形 ACC1A1 和四边形 BDD1B1 均为矩形.
(1)求证:O1O⊥底面 ABCD; (2)若∠CBA=60°,求二面角 C1-OB1-D 的余弦值.
(1)[证明] 因为四边形 ACC1A1 为矩形, 所以 CC1⊥AC,同理 DD1⊥BD.
因为 CC1∥DD1,
所以 CC1⊥BD,而 AC∩BD=O, 因此 CC1⊥底面 ABCD.
3 6×
= 5
30 10 .
(2)如图,在正方形 ABCD 中,EF∥AB,若沿 EF 将正方形
折成一个二面角后,AE∶ED∶AD=1∶1∶ 2,则 AF 与 CE 所 4
成角的余弦值为___5_____.
[解析] ∵AE∶ED∶AD=1∶1∶ 2, ∴AE⊥ED,即 AE,DE,EF 两两垂直,
由题设知,O1O∥C1C,
故 O1O⊥底面 ABCD.
(2)[解] 因为四棱柱 ABCD-A1B1C1D1 的所有棱长都相等, 所以四边形 ABCD 是菱形,因此 AC⊥BD. 又 O1O⊥底面 ABCD,从而 OB,OC,OO1 两两垂直. 如图,以 O 为坐标原点,OB,OC,OO1 所在直线分别为 x 轴、y 轴、z 轴,建立空间直角坐标系 O-xyz.
可取 n1=(-1,2,1).同理可得平面 C1DF 的一个法向量为 n2 =(2,-1,1).故平面 A1DE 与平面 C1DF 所成二面角的余弦值为 ||nn11|·|nn22||=12.

2023新教材高中数学第8章立体几何初步章末综合提升课件新人教A版必修第二册

2023新教材高中数学第8章立体几何初步章末综合提升课件新人教A版必修第二册

(2)(2019·全国Ⅲ卷)学生到工厂劳动实践,利用 3D 打印技术制 作模型,如图,该模型为长方体 ABCD-A1B1C1D1 挖去四棱锥 O-EFGH 后所得的几何体,其中 O 为长方体的中心,E,F,G,H 分别为所 在棱的中点,AB=BC=6 cm,AA1=4 cm,3D 打印所用原料密度为 0.9 g/cm3 . 不 考 虑 打 印 损 耗 , 制 作 该 模 型 所 需 原 料 的 质 量 为 ________g.
类型 2 与球有关的切、接问题 1.本考点中的题目多为基础题,一般出现在选择题的后面位置 或填空题中,分值为 5 分.主要考查空间几何体的结构,外接球和内 切球问题,几何体表面积、体积公式的应用,球的表面积和体积计 算.考查数形结合思想,空间想象能力,运算求解能力,意在让多数 学生得分.
2.与球相关问题的解题策略 (1)作适当的截面(如轴截面等)时, 对于球内接长方体、正方体, 则截面一要过球心, 二要过长方体或正方体的两条体对角线,才有 利于解题. (2)对于“内切”和“外接”等问题, 首先要弄清几何体之间的 相互关系, 主要是指特殊的点、线、面之间的关系, 然后把相关的 元素放到这些关系中来解决.
连接 OO1,则 OO1⊥平面 ABC,OO1=
1-A2B2=

1-
22
2

22,所以三棱锥
O-ABC
的体积
V=13S△ABC×OO1=13×12×1×1×
2 2
= 122.
(2)(2020·新高考Ⅰ卷)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________.
【例 2】 (1)(2021·全国甲卷)已知 A,B,C 是半径为 1 的球 O

【5份】2017高考数学(文)人教A版(全国)一轮复习课件 第八章 立体几何

【5份】2017高考数学(文)人教A版(全国)一轮复习课件 第八章 立体几何
解析答案
2.如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线画出的是某多面体的 三视图,则该多面体最长的棱的长度等于( )
A. 34 C.5 2
B. 41 D.2 15
1 2 3 4 5
解析答案
3.某空间几何体的正视图是三角形,则该几何体不可能是( A )
A.圆柱
C.四面体
B.圆锥
D.三棱柱
解析 由三视图知识知圆锥、四面体、三棱柱(放倒看)都能使其正视
A.0 B.1
)
C.2 D.3
解析答案
(2)下列结论: ①以直角三角形的一边为轴旋转一周所得的旋转体是圆锥; ②以直角梯形的一腰为轴旋转一周所得的旋转体是圆台; ③圆柱、圆锥、圆台的底面都是圆面; ④一个平面截圆锥,得到一个圆锥面和一个圆台; ⑤用任意一个平面截一个几何体,各个截面都是圆面,则这个几何 体一定是球. 其中正确结论的序号是________.
答案
2
考点自测
1.(教材改编)下列说法正确的是( D ) A.相等的角在直观图中仍然相等 B.相等的线段在直观图中仍然相等 C.正方形的直观图是正方形 D.若两条线段平行,则在直观图中对应的两条线段仍然平行 解析 由直观图的画法规则知,角度、长度都有可能改变,而线段的 平行性不变.
1 2 3 4 5
答案
2.空间几何体的三视图 空间几何体的三视图是正投影 得到,这种投影下与投影面平行的平 完全相同的 ,三视图 面图形留下的影子与平面图形的形状和大小是
侧视图 、 俯视图. 包括 正视图 、
3.空间几何体的直观图 画空间几何体的直观图常用 斜二测 画法,其规则是: (1)原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直,直观图中,x′轴、y′轴的夹 角为45°(或135°) ,z′轴与x′轴、y′轴所在平面垂直 .

2017高考数学人教A版理科一轮复习课件:第8章 立体几何 第3讲

2017高考数学人教A版理科一轮复习课件:第8章 立体几何 第3讲
第十三页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
证明 (1)连接 EC,∵AD∥BC,BC=12AD, ∴BC 綉 AE,∴四边形 ABCE 是平行四边形,
∴O 为 AC 的中点, 又∵F 是 PC 的中点,∴FO∥AP, FO⊂平面 BEF,AP⊄平面 BEF,∴AP∥平面 BEF.
第十四页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
理 此平面
第三页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
一条直线和一个平 性
面平行,则过这条 质
直线的任一平面与 定
此平面的 交线与 理
该直线平行
2.平面与平面平行 (1)平面与平面平行的定义
没有公共点的两个平面叫做平行平面.
a∥α, a⊂β, α∩β=
b⇒a∥b
第四页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
第十页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
解析 对于A,α,β垂直于同一平面,α,β关系不确定,A 错;对于B,m,n平行于同一平面,m,n关系不确定,可 平行、相交或异面,故B错;对于C,α,β不平行,但α内能 找出平行于β的直线,如α中平行于α,β交线的直线平行于β, 故C错;对于D,若假设m,n垂直于同一平面,则m∥n, 其逆否命题即为D选项,故D正确.
第二十七页,编辑于星期六:二十一点 三十八 分。
(2)解 取线段 AB 的中点 M, 连接 A1M,MC,A1C,AC1,OM, 设 O 为 A1C,AC1 的交点. 由已知可知 O 为 AC1 的中点. 连接 MD,OE,则 MD,OE 分别为△ABC, △ACC1 的中位线. 所以 MD 綉12AC,OE 綉12AC,因此 MD 綉 OE.
第十八页,编辑于星期六:二十一点 三十八分。
法二 取 A′B′的中点 P,连接 MP,NP,AB′,如图, 而 M,N 分别为 AB′与 B′C′的中点,所以 MP∥AA′, PN∥A′C′, 所以 MP∥平面 A′ACC′,PN∥平面 A′ACC′. 又 MP∩NP=P,因此平面 MPN∥平面 A′ACC′. 而 MN⊂平面 MPN,因此 MN∥平面 A′ACC′.

高考数学(理)人教A版一轮复习课件:第八章 立体几何 8-7

高考数学(理)人教A版一轮复习课件:第八章 立体几何 8-7
A.
√5cos<������������ ∴
5
1 B. 1
������������1 · ������������1 2√5 4-1 √ 5 , ������������ >= =
3
C.
|������������1 ||������������1 |
√5× √9 5
=
1 3 √5 = >0.来自D. 5 √55∴ BC1 与AB1 的夹角即为直线 BC1 与直线 AB1 的夹角,
A ∴直线 BC1 与直线 AB1 夹角的余弦值为 .
-7知识梳理 双基自测
1 2 3 4 5
1.下列结论正确的打“√”,错误的打“×”. (1)直线的方向向量是唯一确定的. ( ) (2)平面的单位法向量是唯一确定的. ( ) (3)若两条直线的方向向量不平行,则这两条直线不平行. ( (4)若空间向量a平行于平面α,则a所在直线与平面α平行. ( (5)两条直线的方向向量的夹角就是这两条直线所成的角. (
如图所示,已知 AB 为平面 α 的一条斜线段,n 为平面 α 的法向量, 则点 B 到平面 α 的距离为|������������|= |������| .
|������������· ������|
-6知识梳理 双基自测
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5.常用结论 (1)直线的方向向量的确定:若 l 是空间的一条直线,A,B 是 l 上任 意两点,则������������及与������������平行的非零向量均为直线 l 的方向向量. (2)平面的法向量的确定:设 a,b 是平面 α 内两个不共线向量,n ������· ������ = 0, 为平面 α 的一个法向量,则可用方程组 求出平面 α 的一个 ������· ������ = 0 法向量 n.

最新-2021年高考数学理人教A版一轮复习课件:第八章 立体几何 86 精品

最新-2021年高考数学理人教A版一轮复习课件:第八章 立体几何 86 精品

1 1
-
2 2
=2a2-2a·
c=4.
·(-a)
1
(2) · = 2(c-a)·
(b-c)
1
1
2
=2(b·
c-a·
b-c +a·
c)=-4.
-13知识梳理
双基自测
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1 1 1
2 2
2 2 2
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√2
| |2=4a2+4b2+4c2-2a·
b+2b·
c-2c·
考点2
考点3
证明 以点A为原点,AB,AC,AA1所在直线为x轴、y轴、z轴,建立如图
所示的空间直角坐标系Axyz,令AB=AA1=4,则
A(0,0,0),E(0,4,2),F(2,2,0),B1(4,0,4),D(2,0,2),A1(0,0,4).
a=2,则| |= 2 .
1
1
(4) = 2b+2c, = +
1
·
2
=-b+2a,cos< , >=
=-3,
||||
π
因为异面直线所成角的范围是 0, ,所以异面直线
2
2
CE 所成角的余弦值为3.
(3) = + + = a+b-a+ c- b=- a+ b+ c,
∴由共面向量定理知向量与向量 , 1 共面.
(2)当 k=0 时,点 M,A 重合,点 N,B 重合,MN 在平面 ABB1A1 内.

新教材人教A版必修第二册第八章立体几何初步 2022新高考一轮复习课件

新教材人教A版必修第二册第八章立体几何初步 2022新高考一轮复习课件

=

.
2
5.如图,将一个长方体用过相邻三条棱的中点的平面截出一个棱锥,则该棱
锥的体积与剩下的几何体的体积之比为
1
设长方体的相邻的三条棱长分别为 a,b,c,
1 1 1
1
1
1
则截出棱锥的体积 V1= × × a× b× c= abc,
3 2 2
2
2 48
1
47
剩下的几何体的体积 V2=abc- abc= abc,
2.知道球、柱、锥、台的表面积和体积的计算公式,能用公式解决简单的
实际问题.
3.能用斜二测画法画出简单空间图形(长方体、球、圆柱、圆锥、棱柱及
其简单组合)的直观图.
备考指导
本部分的重点是空间几何体的体积与表面积计算、球的截面性质,重难点
是与球的切、接有关的几何体问题.复习时要注意观察所给几何体的结构
下底面:原棱锥的底面;
形面;
侧面:除上下底面以外的
侧棱:相邻侧面
面;
的公共边;
侧棱:相邻侧面的公共边;
顶点:各侧面的
顶点:侧面与上(下)底面的
公共顶点
公共顶点
名称 棱柱
棱锥
棱台
(1)按底面多
(1)由三棱
边形的边数
锥、四棱
分:三棱锥、
锥、五棱
(1)按底面多边形的边数分:三棱
四棱锥、五棱
锥……截得
柱、四棱柱、五棱柱……
2.紧扣结构特征是判断的关键,熟悉空间几何体的结构特征,依据条件构建
长是( C )
A.14 cm
B.15 cm
C.16 cm
D.17cm
把直观图还原为原图形,如图所示,
则 OA1=2 cm,OB1=2O'B=4 2 cm,

高考数学(文)人教A版(全国)一轮复习 课件 第八章 立体几何 第2讲精选ppt版本

高考数学(文)人教A版(全国)一轮复习 课件 第八章 立体几何 第2讲精选ppt版本

法二 由 AB=CD,可以把该三棱锥放在长 方体 AA1BB1-C1CD1D 中进行考虑,如图, 由 M,N 分别是 BC,AD 的中点, 所以 MN∥AA1,即∠BAA1(或其补角)为 AB 与 MN 所成的角. 连接 A1B1 交 AB 于 O, 所以 A1B1∥CD,即∠AOA1(或其补角)为 AB 与 CD 所成的角.所 以∠AOA1=60°或 120°,由矩形 AA1BB1 的性质可得∠BAA1 =60°或 30°.所以直线 AB 和 MN 所成的角为 60°或 30°.
法二 (直接证法)∵a∩c=P,∴它们确 定一个平面,设为α,由已知C∉平面α, B ∈ 平 面 α , BC ⊄ 平 面 α , AD⊂ 平 面 α , B∉AD,∴AD和BC是异面直线.
考点三 异面直线所成的角 【例3】 已知三棱锥A-BCD中,AB=CD,且直线AB与
CD所成的角为60°,点M,N分别是BC,AD的中点, 则直线AB和MN所成的角为________. 解析 法一 如图,取 AC 的中点 P,连 接 PM,PN,则 PM∥AB,且 PM=12AB, PN∥CD,且 PN=12CD,所以∠MPN(或 其补角)为 AB 与 CD 所成的角.
2.不共线的三点确定一个平面,一定不能丢掉“不共 线”条件.
3.两条异面直线所成角的范围是0,π2 . 4.两异面直线所成的角归结到一个三角形的内角时,
容易忽视这个三角形的内角可能等于两异面直线所 成的角,也可能等于其补角.
再见
解 析 (1) 如 图 所 示 , 作 RG∥PQ 交 C1D1于G,连接QP并延长与CB延长线 交于M,且QP反向延长线与CD延长线 交于N,连接MR交BB1于E,连接PE, 则PE,RE为截面与正方体的交线,

2023-2024学年安徽省高中数学人教A版 必修二第八章 立体几何强化训练-10-含解析

2023-2024学年安徽省高中数学人教A版 必修二第八章 立体几何强化训练-10-含解析

1、答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2、请将答案正确填写在答题卡上2023-2024学年安徽省高中数学人教A 版 必修二第八章立体几何强化训练(10)姓名:____________ 班级:____________ 学号:____________考试时间:120分钟满分:150分题号一二三四五总分评分*注意事项:阅卷人得分一、选择题(共12题,共60分)31. 四棱锥的底面 为正方形, 底面 ,,若该四棱锥的所有顶点都在体积为的同一球面上,则( )A.B. C.D.8πcm 212πcm216πcm 220πcm22. 一个体积为8cm 3的正方体的顶点都在球面上,则球的表面积是()A. B. C.D. 3. 如图,在四棱锥中, , 其余的六条棱长均为2,则该四棱锥的体积为( )A. B. C. D.若 ,则 ∥ 若 ∥ , ,则若 , ,则 若 , , ,则4. 已知m 、n 是两条不同的直线,α、β、γ是三个不同的平面,则下列命题正确的是( )A. B. C. D.5. 点P 在正方形ABCD 所在平面外,,则PA 与BD 所成角的大小为( )A. B. C. D. 有1个有2个有无数个不存在6. 已知直线l ⊥平面α,则经过l 且和α垂直的平面( )A. B. C. D. 0个1个2个3个7. 对于空间中的三条不同的直线,有下列三个条件:①三条直线两两平行;②三条直线共点;③有两条直线平行,第三条直线和这两条直线都相交.其中,能作为这三条直线共面的充分条件的有( )A. B. C. D. 160 cm 2320 cm 240 cm 280 cm 28. 一个直棱柱的对角线长是9cm 和15cm ,高是5cm ,若它的底面是菱形,则这个直棱柱的侧面积是( )A. B. C. D. 9. 牟合方盖是由我国古代数学家刘徽发现并采用的,一种用于计算球体体积的方法,类似于现在的微元法.由于其采用的模型像一个牟合的方形盒子,故称为牟合方盖.本质上来说,牟合方盖是两个半径相等并且轴心互相垂直的圆柱体相交而成的三维图形,如图1所示.刘徽发现牟合方盖后200多年,祖冲之及他的儿子祖暅,推导出牟合方盖八分之一部分的体积计算公式为(为构成牟合方盖的圆柱底面半径).图2为某牟合方盖的部分,且图2正方体的棱长为1,则该牟合方盖的体积为( )A. B. C. D.4π2π10. 已知底面边长为1,侧棱长为的正四棱柱的各顶点均在同一球面上,则该球的体积为( )A. B. C. D.与与与与11. 下面四个命题中,其中正确的命题是( ):如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行:两个平面垂直,如果有一条直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与其中一个平面垂直:一条直线与一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那该直线与交线平行:一条直线与一个平面内的一条直线平行,则这条直线就与这个平面平行A. B. C. D. 12. 半径为 的半圆卷成一个圆锥,则它的体积是( )A. B. C. D.阅卷人得分二、填空题(共4题,共20分)13. 将矩形ABCD绕边AB旋转一周得到一个圆柱,AB=3,BC=2,圆柱上底面圆心为O,△EFG为下底面圆的一个内接直角三角形,则三棱锥O﹣EFG体积的最大值是.14. 一个正四棱柱底面边长为1,高为2,则它的表面积是 .15. 如图,关于正方体,有下列四个命题:①与平面所成角为45°;②三棱锥与三棱锥的体积比为;③存在唯一平面 .使平面且截此正方体所得截面为正六边形;④过作平面,使得棱、,在平面上的正投影的长度相等.则这样的平面有且仅有一个.上述四个命题中,正确命题的序号为 .16. 在四棱柱ABCD﹣A′B′C′D′中,AA′⊥底面ABCD,四边形ABCD为梯形,AD∥BC且AD=AA′=2BC.过A′,C,D三点的平面与BB′交于点E,F,G分别为CC′,A′D′的中点(如图所示)给出以下判断:①E为BB′的中点;②直线A′E和直线FG是异面直线;③直线FG∥平面A′CD;④若AD⊥CD,则平面ABF⊥平面A′CD;⑤几何体EBC﹣A′AD是棱台.其中正确的结论是(将正确的结论的序号全填上)17. 如图,四边形ABCD是梯形,四边形CDEF是矩形,且平面ABCD⊥平面CDEF,∠BAD=∠CDA=90°,AB=AD=DE= CD =2,M是线段AE上的动点.(Ⅰ)试确定点M的位置,使AC∥平面MDF,并说明理由;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求平面MDF将几何体ADE﹣BCF分成的两部分的体积之比.18. 如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为菱形,且∠DAB=60°,PA=PD , M为CD的中点,BD⊥PM .(1) 求证:平面PAD⊥平面ABCD;(2) 若∠APD=90°,四棱锥P-ABCD的体积为,求三棱锥A-PBM的高.19. 如图,在长方体ABCD﹣A1B1C1D1中,AA1=AD=a,AB=2a,E为C1D1的中点.(1)求证:DE⊥平面BEC;(2)求三棱锥C﹣BED的体积.20. 如图,四边形是直角梯形,,又,直线与直线所成的角为.(1) 求证:;(2) 求二面角的余弦值.21. 如图,是半圆的直径,是半圆上异于的一点,点在线段上,满足,且,,, .(1) 证明:;(2) 求二面角的余弦值.答案及解析部分1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.(1)(2)19.20.(1)(2)(1)(2)。

高中数学第八章立体几何初步检测试题课件a必修第二册a高一第二册数学课件

高中数学第八章立体几何初步检测试题课件a必修第二册a高一第二册数学课件
第二页,共五十页。
解析:平面 α 内与 l 在 α 内的射影垂直的直线,垂直于直线 l,这样的直线有无数条,故 A,B 不正确,C 正确;若在平面 α 内,任一条都与 l 垂直,则直线 l 与平面 α 垂直,与题设矛盾, 故 D 不正确.
第三页,共五十页。
2.若把一个高为 10 cm 的圆柱的底面画在 x′O′y′平面上,
第三十四页,共五十页。
18.(12 分)如图,在正方体 ABCD-
A1B1C1D1 中,O 是 AC 的中点. (1)求证:AD1∥平面 DOC1. (2)求异面直线 AD1 和 OC1 所成角的大小.
第三十五页,共五十页。
解:(1)证明:如图,连接 D1C 交 DC1 于点 O1,
连接 OO1,因为 O,O1 分别是 AC 和 D1C 的中点, 所以 OO1∥AD1. 又 OO1⊂平面 DOC1, AD1⊄平面 DOC1, 所以 AD1∥平面 DOC1.
第二十九页,共五十页。
16.α,β 是两个不同的平面,m,n 是平面 α 及 β 之外的两条不 同直线,给出四个论断:①m⊥n,②α⊥β,③m⊥β,④n⊥α.以其中 三个论断作为条件,余下一个论断作为结论,则你认为的正确的命
题有 2 个,其中一个是 若②③④,则①(或若①③④,则②) .
第三十页,共五十页。
第二十四页,共五十页。
第Ⅱ卷(非选择题,共 90 分) 三、填空题每小题5分,共20分 13.将一个等腰梯形绕着它的较长的底边所在直线旋转一周,
所得的几何体包括 一个圆柱、两个圆锥 .
第二十五页,共五十页。
14.如图,a∥α,A 是 α 的另一侧的点,B,C,D∈a,线段 AB,AC,AD 交 α 于 E,F,G,若 BD=4,CF=4,AF=5,则
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数学 A(理)
第八章 立体几何
45分钟阶段测试(十)
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一、选择题
1.空间中四点可确定的平面有( D )
A.1个
B.3个
C.4个
D.1个或4个或无数个
解析 当这四点共线时,可确定无数个平面;当这四点不共线
且共面时,可确定一个平面;当这四点不共面时,其中任三点
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从而EG∥BC′. 又BC′⊄平面EFG, 所以BC′∥平面EFG.
解 所求多面体体积V=V长方体-V正三棱锥 =4×4×6-13×(12×2×2)×2=2834(cm3)
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(3)在所给直观图中连接BC′,证明BC′∥平面EFG. 证明 在长方体ABCD-A′B′C′D′中, 连接AD′,则AD′∥BC′. 因为E,G分别为AA′,A′D′的中点, 所以AD′∥EG,
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解析 ∵PA⊥平面ABC,∴PA⊥BC, 又AC⊥BC,PA∩AC=A, ∴BC⊥平面PAC,∴BC⊥AD, 又由三视图可得在△PAC中,PA=AC=4,D为PC的中点, ∴AD⊥PC,∴AD⊥平面PBC.
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又BC=4,∠ADC=90°,BC⊥平面PAC. 故 VD-ABC=VB-ADC=13×12×2 2×2 2×4=136. 答案 C
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3.下列命题中,错误的是( )
A.三角形的两条边平行于一个平面,则第三边也平行于这个平面
B.平面α∥平面β,a⊂α,过β内的一点B有唯一的一条直线b,使
b∥a
C.α∥β,γ∥δ,α、β、γ、δ所成的交线为a、b、c、d,
则a∥b∥c∥d
D.一条直线与两个平面成等角,则这两个平面平行
上的一点,它的正视图和侧视图如图所示,则下列命题正确的
是( )Biblioteka 1234
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A.AD⊥平面 PBC 且三棱锥 D-ABC 的体积为38 B.BD⊥平面 PAC 且三棱锥 D-ABC 的体积为83 C.AD⊥平面 PBC 且三棱锥 D-ABC 的体积为136 D.BD⊥平面 PAC 且三棱锥 D-ABC 的体积为136
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由圆柱的侧面积相等,得2πr1h1=2πr2h2,
即r1h1=r2h2,
所以VV12=ππrr1222hh21=rr12=23.
答案
3 2
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7.已知PA垂直于平行四边形ABCD所在的平面,若PC⊥BD, 则平行四边形ABCD的形状一定是________. 解析 由于PA⊥平面ABCD,BD⊂平面ABCD, 所以PA⊥BD. 又PC⊥BD,且PC⊂平面PAC,PA⊂平面PAC,PC∩PA=P, 所以BD⊥平面PAC.
可确定一个平面,此时可确定4个平面.
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2.一个长方体被一个平面所截,得到的几何体的三视图, 如图所示,则这个几何体的体积为( )
A.8
B.4
C.2
D.1
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解析 根据该几何体的三视图知,该几何体是一个平放 的三棱柱; 它的底面三角形的面积为 S 底面=12×2×1=1,棱柱高为 h=2, ∴棱柱的体积为S棱柱=S底面·h=1×2=2. 答案 C
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三、解答题
9.如下的三个图中,左面的是一个长方体截去一个角所得多面 体的直观图,它的正视图和俯视图在右面画出(单位:cm).
(1)在正视图下面,按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;
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解 如图:
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(2)按照给出的尺寸,求该多面体的体积;
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C正确,利用同一平面内不相交的两直线一定平行判断即 可确定C是正确的; D错误,一条直线与两个平面成等角,这两个平面可能是 相交平面,故应选D. 答案 D
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4.在空间四边形ABCD中,平面ABD⊥平面BCD,且DA⊥ 平面ABC,则△ABC的形状是( ) A.锐角三角形 B.直角三角形 C.钝角三角形 D.不能确定 解析 作AE⊥BD,交BD于E, ∵平面ABD⊥平面BCD,
④MN、CE异面.其中正确结论的序号是_____.
解析 ∵两个正方形ABCD和ADEF所在平面互相垂直,设M、N分
别是BD和AE的中点,取AD的中点G,连接MG,NG,易得AD⊥平
面MNG,进而得到AD⊥MN,故①正确;
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连接AC,CE,根据三角形中位线定理,可得MN∥CE,由 线面平行的判定定理,可得②MN∥平面CDE及③MN∥CE 正确,④MN、CE异面错误. 答案 ①②③
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二、填空题
6.(2014·江苏)设甲、乙两个圆柱的底面积分别为S1,S2,体积 分别为V1,V2.若它们的侧面积相等,且SS12=94,的则值VV是12 ___. 解析 设两个圆柱的底面半径和高分别为r1,r2和h1,h2, 由SS12=94, 得ππrr2122=94,则rr12=32.
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又AC⊂平面PAC,所以BD⊥AC. 又四边形ABCD是平行四边形, 所以四边形ABCD是菱形. 答案 菱形
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8.如图,两个正方形ABCD和ADEF所在平面互
相垂直,设M、N分别是BD和AE的中点,那么
①AD⊥MN;②MN∥平面CDE;③MN∥CE;
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解析 A正确,三角形可以确定一个平面,若三角形两边平 行于一个平面,而它所在的平面与这个平面平行,故第三边 平行于这个平面; B正确,两平面平行,一面中的线必平行于另一个平面,平 面内的一点与这条线可以确定一个平面,这个平面与已知平 面交于一条直线,过该点在这个平面内只有这条直线与a平行;
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∴AE⊥平面BCD,BC⊂平面BCD,∴AE⊥BC, 而DA⊥平面ABC,BC⊂平面ABC,∴DA⊥BC, 又∵AE∩AD=A,∴BC⊥平面ABD, 而AB⊂平面ABD,∴BC⊥AB, 即△ABC为直角三角形.故选B. 答案 B
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5.在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,D为侧棱PC
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