立体几何第二章复习
人教版A版必修二第二章立体几何复习题及答案
１一、选择题1. 如图，在体积为1的三棱锥A BCD -侧棱A BA C A D ，，上分别取点E F G ，，，使21AE EB AF FC AG GD ===∶∶∶∶，记O 为三平面BCG CDE DBF ，，的交点，则三棱锥O BCD -的体积等于（ ）Ａ．19Ｂ．18Ｃ．17Ｄ．142.木星的体积约是地球体积的倍，则它的表面积是地球表面积的（ ） Ａ．60倍Ｂ．Ｃ．120倍Ｄ．3. 三棱锥P ABC -中，PA PB PC ，，互相两两垂直，且14PC PA x PB y x y ===+=，，，，则三棱锥P ABC -体积的最大值（ ）Ａ．1 Ｂ．13Ｃ．23Ｄ．不存在4. 一条直线和直线外不在同一条直线上的三点所确定的过该直线的平面有（ ） Ａ．1个 Ｂ．2个 Ｃ．3个 Ｄ．至多3个5. 异面直线a b a b c ，，⊥，与a 成30角，则c 与b 成角范围是（ ）Ａ．[6090]，Ｂ．[3090]，Ｃ．[60120]，Ｄ．[30120]，6. 在正方体1111ABCD A B C D -中，表面的对角线与1AD 成60的有（ ） Ａ．4条Ｂ．6条Ｃ．8条Ｄ．10条7. 如果两面角l αβ--的平面角是锐角，点P 到αβ，和棱l的距离分别为4和为（ ） Ａ．45或30Ｂ．15 或75Ｃ．30 或60Ｄ．15 或608. 下列四个命题，下确的结论个数有（ ）①若三条直线两两相交，则它们组成的图形为平面图形 ②一条直线和一个点确定一个平面 ③若四点不共面，则每三点一定不共线 ④三条平行线确定三个平面 Ａ．1个 Ｂ．2个 Ｃ．3个 Ｄ．4个 9. 下列命题中正确的是（ ）Ａ．两条直线可以确定一个平面 Ｂ．一组对边平行的四边形是平面图形 Ｃ．一个点与一条直线可以确定一个平面 Ｄ．两两相交的三条直线一定共面 10. 给出下列四个命题，其中正确的是（ ）①在空间若两条直线不相交，则它们一定平行 ②平行于同一条直线的两条直线 ③一条直线和两条平行直线的一条相交，那么它也和另一条相交④空间四条直线a ，b ，c ，d ，如果a b ∥，c d ∥，且a d ∥，那么b c ∥ Ａ．①②③ Ｂ．②④ Ｃ．③④ Ｄ．②③ 11. 下列说法中错误．．的个数是（ ） ①过平面外一点有一条直线和该平面平行 ②过平面外一点只有一条直线和该平面平行 ③过平面一点外有且只有一条直线和该平面平行 Ａ．0 Ｂ．1 Ｃ．2 Ｄ．3A EB FOCGD２12. 已知直线a ∥直线b ，b ∥直线c ，c ∥平面α，则（ ） Ａ．a α∥ Ｂ．a α⊂ Ｃ．a 与α相交 Ｄ．a α∥或a α⊂ 13. 能保证直线a 与平面α平行的条件是（ ）Ａ．a α⊄，b α⊂，a b ∥ Ｂ．b α⊂，a b ∥ Ｃ．b α⊂，c b ∥，a c ∥ Ｄ．b α⊂，A a ∈，B a ∈，C b ∈，D b ∈，且AC BD = 14. 下列四个命题中，不正确的命题是（ ）Ａ．如果一条直线与两条平行直线中的一条垂直，那么也和另一条垂直Ｂ．已知直线a ，b ，c ，a b ∥，c 与a ，b 都不相交，若c 与a 所成的角为θ，则c 与b 所成的角也等于θ Ｃ．如果空间四个点不共面，则四个点中可能有三个点共线Ｄ．若直线a ∥平面α，点P α∈，则过点P 作a 的平行线一定在α内 15. 下列命题中，正确的是（ ）Ａ．直线a ∥平面α，则a 平行于α内任何一条直线Ｂ．直线a 与平面α相交，则a 不平行于α内的任何一条直线 Ｃ．直线a 不平行于平面α，则a 不平行于α内任何一条直线Ｄ．直线a 不垂直于平面α内的某一条直线，则a 不垂直于α内任何一条直线二、填空题16. 已知m n ，是不同的直线，αβ，是不重合的平面，给出下列命题：① 若m n αβαβ⊂⊂，，∥，则m n ∥ ②若m n m n αββ⊂，，，∥∥，则αβ∥③若m n m n αβ⊥⊥，，∥，则αβ∥④m n ，是两条异面直线，若m m n n αβαβ，，，∥∥∥∥，则αβ∥ 上面命题中，真命题的序号是 （写出所有真命题的序号）． 17. 若a b c a d b ∥，⊥，⊥，则c 与d 关系为 ．18. 正方形ABCD 中，E F ，分别是AB CD ，中点，沿EF 将正方形折成60的二面角，则异面直线FB 与AE 所成的角的余弦值是 ．19. 如图，1111ABCD A B C D -是正方体，E F ， 分别是111AA A B ，的中点，则EF 与对角面11A C CA 所成角的度数是 ．20. 如图，在空间四边形ABCD 中，2AD BC ==，E ，F 分别是AB ，CD的中点，若EF =AD ，BC 所成的角为．21. 有以下命题，正确命题的序号是 ． ①直线与平面没有公共点，则直线与平面平行②直线与平面内的任何一条直线都不相交，则直线与平面平行； ③直线上有两点，它们到平面的距离相等，则直线与平面平行； ④直线与平面内的无数条直线不相交，则直线与平面平行．三、解答题22. 如图，在直三棱柱111ABC A B C -中，13454AC BC AB AA ====，，，，点D 是AB 的中点． （Ⅰ）求证1AC BC ⊥；（Ⅱ）求证1AC ∥平面1CDB ； （Ⅲ）求异面直线1AC 与1B C 所成角的余弦值．ＡＢＣＥＤ Ｆ 1A 1D 1C 1B Ｆ Ｄ ＡＥＢ Ｃ1C 1B 1A CDAB３23. 如图，在直四棱柱1111ABCD A B C D -中，2AB AD ==，DC =1AA =AD DC AC BC ⊥⊥，，垂足为E ．（Ⅰ）求证11BD AC ⊥；（Ⅱ）求二面角11A BD C --的大小； （Ⅲ）求异面直线AD 与1BC 所成角的大小．24. 已知：四边形ABCD 中，AB CD AB BC DC AD ∥，，，，（或其延长线）分别与平α相交于E F G H ，，，四点．求证：E F G H ，，，四点共线．25. 在空间四边形ABCD 中，E F ，分别为AB BC ，的中点．求证：EF 和AD 为异面直线．26. 如图，在二面角l αβ--中，A B C D l α∈∈，，，，ABCD 为矩形，P β∈，PA α⊥，且PA AD =，M N ，依次是AB PC ，的中点．（1）求二面角l αβ--的大小；（2）求证：MN AB ⊥；（3）求异面直线PA 与MN 所成角的大小．DβαＥ ＣＢＭ Ａ ＱＰ Ｎl1AA 1DD1BE1C C４27. 已知四边形ABCD 是空间四边形，E ，H 分别是线段AB ，AD 的中点，F ，G 分别是线段CB ，CD 上的点且23CF CG CB CD ==，求证：EF ，GH ，CA 交于一点．28. 如图所示，P 是ABC △所在平面外的一点，M ，N 分别是AB ，PC 的中点，已知PA BC m ==，PB AC =， （1）求证：MN 是AB 和PC 的公垂线；（2）当PA ，BC 成90角时，求AB 和PC 间的距离．29. 如图，正方体1111ABCD A B C D -中，AC BD O = ，11111AC B D O = ．求证：1OO ⊥平面ABCD ．30. 如图，在正方体1111ABCD A B C D -中，求1A B 与平面11A B CD 所成的角．ＣＭ ＢＰ ＮＣＯ1O 1D 1A 1C 1B DC BA1A1D 1C1BＯＣＢＡＤ５一、选择题1. Ｃ．2. Ｃ．3. Ｃ4. Ｄ5. Ａ 6. A 7. Ｂ8. Ａ9. Ｂ10. Ｂ11. Ｃ12. Ｄ13. Ａ14. Ｃ15. Ｂ二、填空题16. ③，④ 17. 平行、相交或异面．18.10． 19. 30 ． 20. 6021. ①② 三、解答题22. （Ⅰ）∵直三棱柱111ABC A B C -底面三边长345AC BC AB ===，，，AC BC ⊥∴，且1BC 在平面ABC 内的射影为BC ，1AC BC ⊥∴．（Ⅱ）设1CB 与1C B 的交点为E ，连结DE ．D ∵是AB 的中点，E 是1BC 的中点，1DE AC ∴∥． DE ⊂∵平面1CDB ，1AC ⊄平面1CDB ，1AC ∴∥平面1CDB ．（Ⅲ）1DE AC ∵∥，CED ∠∴为1AC 与1B C 所成的角．在CED △中，11522ED AC ==，1522CD AB ==，112CE CB ==8cos 522CED ==∴ ∴异面直线1AC 与1B C23. （Ⅰ）在直四棱柱1111ABCD A B C D -中，1A A ⊥∵底面ABCD ，AC ∴是1AC 在平面ABCD 上的射影．BD AC ⊥∵，1BD AC ⊥∴． （Ⅱ）连结1111A E C E AC ，，．与（Ⅰ）同理可证1BD A E⊥，1BD C E ⊥， 11A EC ∠∴_为二面角11A BD C --的平面角．AD DC ⊥∵，11190A D C ADC ∠=∠= ∴．又112A D AD ==，11D C DC ==，1AA =AC BD ⊥，11413AC AE EC ===，，∴112A E C E ==，∴在11A EC △中，2221111AC A E C E =+６1190A EC ∠= ∴,即二面角11A BD C --的大小为90 ．（Ⅲ）过B 作BF AD ∥交AC 于F ，连结1FC ，则1C BF ∠就是AD 与1BC 所成的角．21AB AD BD AC AE ==⊥=，，∵，212BF EF FC BC DC ====，，，∴，11FC BC ==∴．在1BFC △中，1cos C BF ==1C BF ∠=∴ 即异面直线AD 与1BC所成的角的大小为 24. 证明：如图，AB CD ∥， AB CD ∴，确定一个平面β．BC AD ββ∴⊂⊂，．又E F G H ，，，分别在AB BC CD AD ，，，上，E F G H β∴∈，，，；又E F G H α∈，，，．E F G H ∴，，，必在平面αβ，的交线上E F G H ∴，，，四点共线．25. 证明：如图，假设EF 和AD 在同1平面α内， 则A D E F α∈，，，； 又A E AB AB B αα∈∴⊂∴∈，，，，同理C α∈ 故A B C D α∈，，，，这与ABCD 是空间四边形矛盾． EF ∴和AD 为异面直线．26. （1）解：连结PD ，PA α ⊥，AD l ⊥， PD l ∴⊥， PDA ∴∠是二面角l αβ--的平面角．由PA AD =，有45PAD ∠=，故二面角l αβ--的大小为45 ．（2）证明：取CD 的中点为E ，连ME ，NE ，则EM AD ∥，EN PD ∥， CD ME ∴⊥，CD NE ⊥，CD ∴⊥平面MNE ，又AB CD ∥， AB ∴⊥平面MNE ，故AB MN ⊥，（3）解：取PD 中点为Q ，连QA ，QN ，则12QN CD∥，而12AM CD∥， QNMA ∴是平行四边形，AQ MN ∴∥，７PAQ ∴∠是异面直线PA 与MN 所成的角．PAD △为等腰直角三角形，AQ 为斜边上的中线， 45PAQ ∴∠= ，即PA 与MN 所成的角的大小为45 ．27. 证明：如图，连结BD ． EH ∵是ABD △的中位线，12EH BD ∴ ∥ 又23CF CG CB CD ==∵， 23FG BD ∴ ∥．EH FC ∴∥且EH FG <． ∴四边形EFGH 是一个梯形． 设EF 交GH 于P 点，EF ⊂∵平面ABC ，GH ⊂平面ACD ， P ∴是平面ABC 与平面ACD 的公共点．∴点P 在两平面的交线AC 上，即EF ，GH ，CA 三线交于一点．28. （1）证明：连结AN 和BN ，在PAC △和CBP △中，PA BC =，AC PB =，PC PC =，PAC CBP ∴△≌△．N ∵是公共边PC 的中点，AN BN ∴=． M ∵是AB 的中点， NM AB ∴⊥．同理MN PC ⊥．故MN 是AB 和PC 的公垂线．（2）解：取PB 的中点D ，连结DM ，DN ，于是DM PA ∥，且1122DM PA m ==，同理DN BC ∥，且1122DN BC m ==，于是MDN ∠是异面直线PA ，BC 所成的角， 90MDC ∴∠=．从而MN =，即AB 和PC．29. 证明：1111ABCD A B C D -∵为正方体，1AA AB ∴⊥，1AA AD ⊥．AB AD A = ∵，1AA ∴⊥平面AC ．11AA BB ∥∵，11BB CC ∥，11AA CC ∴ ∥．∴四边形11AA C C 为平行四边形． O ∵，1O 分别为AC ，11A C 的中点，11OO AA ∴∥，1OO ⊥平面AC ．30. 解：连结1BC 交1B C 于O ，连结1AO ，在正方体1111ABCD A B C D -中各个面为正方形，设其棱长为a ．11111111111111A B B C A B BCC B A B B B BC BCC B ⎫⎫⇒⎬⎪⎬⎭⎪⊂⎭平面平面⊥⊥⊥11111111A A B BC BC B CD BC B C ⇒⎫⇒⎬⎭平面⊥⊥ ⊥８1AO ⇒为1A B 在平面11A B CD 内的射影 1B AO ⇒∠为1A B 与平面11A B CD 所成的角．111111111Rt 21sin 23030.BAO A B OB a OB BAO A B BAO BAO A B A B CD ⎫==⎪⎪⎪⎫⇒==⎪⎪⇒=⎬⎬⎪⎪∠⎭⎪⎪⇒⎪⎭在△中，， 为锐角与平面所成的角为。
必修2 立体几何第一二章复习
A．用平行于棱锥底面的平面去截棱锥，截面和底面之间的部分叫做棱台B．有两个面平行，其余各面都是平行四边形的几何体叫棱柱C．有一个面是多边形，其余各面都是梯形的几何体叫棱台D ．有一个面是多边形，其余各面都是三角形的几何体叫棱锥练习1.将一个等腰梯形绕着它的较长的底边所在的直线旋转一周，所得的几何体包括 A ．一个圆台、两个圆锥 B ．两个圆台、一个圆柱 C ．两个圆台、一个圆锥 D ．一个圆柱、两个圆锥2．把一个圆锥截成圆台，圆台的上、下底面半径之比1：4，母线长10，圆锥的母线长？ 例二..梯形A 1B 1C 1D 1是一平面图形ABCD 的直观图．若A 1D 1∥O ′y ′，A 1B 1∥C 1D 1，A 1B 1＝23C 1D 1＝2，A 1D 1＝O′D 1＝1. 试画出原四边形的形状，并求原图形的面积．例三．棱台的上、下底面面积分别为2，4，高为3，则棱台的体积是( )A ．18＋62B ．6＋2 2C ．24D ．18练习1.一个圆锥的轴截面为边长为A 的正三角形，则其表面积为________．例四（1） (2013·重庆高考)某几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积为________．（2）(2013·江西高考)一几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积为________． （3）某几何体的三视图如图（3）所示，其中三角形的三边长与圆的直径均为2，则该几何体的体积为( ) A.4＋33π B.32＋833π C.32＋33π D.4＋333π练习1．在—个长方体中，过—个顶点的三条棱长的比是1∶2∶3，它的体对角线长是214，则这个长方体的体积是 ________．2．若圆锥的侧面展开图为一个半径为2的半圆，则圆锥的体积是________． 3．正四棱台的侧棱长为3，两底面边长分别为1和5，求该棱台的体积．例五 (1)一个正方体的所有顶点在一个球面上．球体积为9π2，则正方体的棱长为________．（2）已知球的两平行截面的面积为5 π和8 π，它们位于球心的同一侧，且相距为1，这个球的表面积________．练习．1用与球心距离为1的平面去截球，所得截面圆的面积为π，则球的表面积为____．2．棱长为2的正方体的外接球的表面积是( )A．8πB．4πC．12πD．16π3.平面α截球O的球面所得圆的半径为1，球心O到平面α距离为2，则球的体积为_____第二章，空间点线面的位置关系1.空间两条直线的位置关系2．等角定理空间中如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补．【练习】若∠AOB＝45°，OA∥O′A′，OB∥O′B′，则∠A′O′B′等于() A．45°B．135°C．45°或135°D．以上都不对3.异面直线所成的角(1)定义：已知两条异面直线a，b，经过空间任一点O作直线a′∥a，b′∥b，我们把a′与b′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a与b所成的角(或夹角)．(2)异面直线所成的角θ的取值范围：0°＜θ≤90°．【练习】如图，在空间四边形ABCD中，AD＝BC＝2，E、F分别是AB、CD的中点，若EF＝3，求异面直线AD、BC所成角的大小【练习】正方体ABCD－A1B1C1D1中，求：(1)异面直线AB与A1D1; AD1与DC1所成的角4.直线与平面的位置关系5.平面与平面的位置关系【练习】下列说法：①若直线a在平面α外，则a∥α；②若直线a∥b，直线b⊂α，则a∥α；③若直线a∥b，b⊂α，那么直线a就平行于平面α内的无数条直线．其中说法正确的个数为()A．0个B．1个C．2个D．3个【练习】已知a、b、c为三条不重合的直线，α、β为两个不重合的平面：①α∥β，a⊂α，b⊂β，则a∥b；②α∩β＝b，a⊂α，则a与β一定相交；③a∥c，c∥α则a∥α；④a∥β，a∥α，则α∥β；其中正确的个数为()外一点，M，N分别是AB，PC的中点，求证：MN∥平面PAD.【练习】如图在正方体ABCD－A1B1C1D1中，M、E、F、N分别是A1B1、B1C1、C1D1、D1A1的中点。
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1、平行于同一直线的两条直线互相平行2、垂直于同一平面的两条直线互相平行3、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，那么这条直线就和交线平行4、如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的交线平行5、在同一平面内的两条直线，可依据平面几何的定理证明二、判定线面平行的方法1、据定义：如果一条直线和一个平面没有公共点2、如果平面外的一条直线和这个平面内的一条直线平行，则这条直线和这个 平面平行3、两面平行，则其中一个平面内的直线必平行于另一个平面4、平面外的两条平行直线中的一条平行于平面，则另一条也平行于该平面5、平面外的一条直线和两个平行平面中的一个平面平行，则也平行于另一个平面三、判定面面平行的方法1、定义：没有公共点2、如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，则两面平行3 垂直于同一直线的两个平面平行4、平行于同一平面的两个平面平行四、面面平行的性质1、两平行平面没有公共点2、两平面平行，则一个平面上的任一直线平行于另一平面3、两平行平面被第三个平面所截，则两交线平行4、垂直于两平行平面中一个平面的直线，必垂直于另一个平面五、判定线面垂直的方法1、定义：如果一条直线和平面内的任何一条直线都垂直，则线面垂直2、如果一条直线和一个平面内的两条相交线垂直，则线面垂直3、如果两条平行直线中的一条垂直于一个平面，则另一条也垂直于该平面4、一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面，它也垂直于另一个平面5、如果两个平面垂直，那么在一个平面内垂直它们交线的直线垂直于另一个平面6、如果两个相交平面都垂直于另一个平面，那么它们的交线垂直于另一个平面六、判定两线垂直的方法1、定义：成角902、直线和平面垂直，则该线与平面内任一直线垂直3、在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直4、在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线垂直，那么它也和这条斜线的射影垂直5、一条直线如果和两条平行直线中的一条垂直，它也和另一条垂直D中，各棱长相等，侧掕垂直于底面，点D是侧面所成的角的正切值；。
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图2侧视图俯视图正视图D C BA 侧视图正视图必修二 立体几何一、 复习回顾——三视图1. 一个正方体截去两个角后所得几何体的正视图（又称主视图）、 侧视图（又称左视图）如右图所示，则其俯视图为2. 一空间几何体的三视图如图2所示, 该几何体的体积为12π+，则正视图中x 的值为（ ）A. 5 B . 4 C. 3 D . 2二、直观图掌握直观图的斜二测画法：横同竖半 如图，梯形A 1B 1C 1D 1是一平面图形ABCD 的直观图(斜二测)，若A 1D 1∥O 1y 1，A 1B 1∥C 1D 1，A 1B 1＝2，C 1D 1＝3，A 1D 1＝1，则梯形ABCD 的面积是( ) A ．10 B ．5 C ．5 2 D ．102三、点、线、面的位置关系1、,a b 是异面直线，,b c 是异面直线，则,a c 的位置关系是（ ）.A 相交、平行或异面 .B 相交或平行 .C 异面 .D 平行或异面2、下列四个命题中假命题的个数是（ ）① 两条直线都和同一个平面平行，则这两条直线平行。
② 两条直线没有公共点，则这两条直线平行。
③ 两条直线都和第三条直线垂直，则这两条直线平行。
④ //,,//a b a b αβαβ⊂⊂⇒.4A .3B .2C .1D 3、阅读以下命题：① 如果b a ,是两条直线，且b a //，那么a 平行于经过b 的所有平面.② 如果直线a 和平面α满足α//a ，那么a 与α内的任意直线平行. ③ 如果直线b a ,和平面α满足αα//,//b a ，那么b a //. ④ 如果直线b a ,和平面α满足αα⊄b a b a ,//,//，那么α//b .⑤ 如果平面α⊥平面χ，平面β⊥平面χ，l =βα ，那么l ⊥平面χ. 请将所有正确命题的编号写在横线上 .4．设,m n 是两条不同的直线，,αβ是两个不同的平面，下列命题正确的（ ）（A ）若,,/m nmn αβ⊥⊥，则//αβ （B ）若//,//,//m n αβαβ，则//m n（C ）若,//,//m n αβαβ⊥，则m n ⊥ （D ）若//,//,//m n m n αβ，则//αβ 【高考链接】1.对两条不相交的空间直线a 和b ，必定存在平面α，使得（ ） （A ）,a b αα⊂⊂（B ）,//a b αα⊂（C ）,a b αα⊥⊥ （D ）,a b αα⊂⊥2.已知直线m,n 和平面βα,满足,,m n m ααβ⊥⊥⊥,则( ).A n β⊥ ,//.βn B 或β⊂n α⊥n C . ,//.αn D 或α⊂n3.已知,m n 是两条不同直线，,,αβγ是三个不同平面，下列命题中正确的是（ ） A ．,,αγβγαβ⊥⊥若则‖ B ．,,m n m n αα⊥⊥若则‖ C ．,,m n m n αα若则‖‖‖ D ．,,m m αβαβ若则‖‖‖4.设,αβ是两个不同的平面，l 是一条直线，以下命题正确的是（ ） A ．若,l ααβ⊥⊥，则l β⊂ B ．若//,//l ααβ，则l β⊂ C ．若,//l ααβ⊥，则l β⊥ D ．若//,l ααβ⊥，则l β⊥5.设l ，m 是两条不同的直线，α是一个平面，则下列命题正确的是( ) （A ）若l m ⊥，m α⊂，则l α⊥ （B ）若l α⊥，l m //，则m α⊥ （C ）若l α//，m α⊂，则l m // （D ）若l α//，m α//，则l m //6.用a 、b 、c 表示三条不同的直线，y 表示平面，给出下列命题正确的是（ ） ①若a ∥b ，b ∥c ，则a ∥c ；②若a ⊥b ，b ⊥c ，则a ⊥c ； ③若a ∥y ，b ∥y ，则a ∥b ；④若a ⊥y ，b ⊥y ，则a ∥b . A. ①②B. ②③C. ①④D.③④四、证明平行或垂直、求体积求体积时特别注意，对于三棱锥的体积，常用等积法。
高考立体几何专题复习公开课获奖课件
第20页
面面垂直鉴定
假如一种平面通过另一种平面一条 垂线，则这两个平面互相垂直
推论:假如一种平面与另一种平面垂线 平行，则这两个平面互相垂直
第21页
面面垂直性质
假如两个平面垂直，则在一种平面内垂直 于它们交线直线垂直于另一种平面
推论:假如两个相交平面都与另一种平面 垂直，则这两个平面交线 l 垂直于另一种 平面
（3）推论：
假如一种平面内两条相交直线与另一种平面两条 相交直线分别平行，那么这两个平面平行。
第10页
（4）运用线面垂直：
假如两个平面分别垂直于同一条直线，那么这两 个平面平行。
（5）运用面面平行：
假如两个平面都平行于第三个平面，那么这两个 平面平行。
（6）运用距离：
假如一种平面上所有点到另一种平面距离相等， 那么这两个平面平行。
α
a
直线与平 面所成角
βA Pm
αB
二面角
00<θ≤900
00≤ θ≤900
00≤θ ≤1800
空间角计算环节：一作、二证、三算
第34页
空间中角解法小结
1、异面直线所成角措施 （1）平移法（2）补形法
2、直线与平面所成角措施
关键：抓垂足、斜足，找斜线在平面内射影。
3、二面角
找二面角棱,进而找棱两条垂线
第6页
（4）运用垂直
假如一条直线和一种平面分别与另一种平面垂 直，且直线不在这个平面内，则这条直线和这 个平面平行。
（5）运用平行 假如一条直线与两个平行平面中一种平 行且不在另一种平面内，则这条直线与 另一种平面平行。
（6）运用距离
立体几何第二章 (1)
立体几何第二章高三复习讲义（黄毅） 知识点归纳垂直和平行涉及题目的解决方法须熟练掌握两类相互转化关系 1 平行转化 线线平行⇔线面平行⇔面面平行2 垂直转化 线线垂直⇔线面垂直⇔面面垂直ααα////a b a b a ⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊄b a b a a ////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⊂βαβαβαβα//⇒⎭⎬⎫⊥⊥a a β β β β βα α α αα b a b a //////⇒⎭⎬⎫αα αα//////b a b a ⇒⎭⎬⎫ α αβααβ////,//,⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⊂b a O b a b ab a b a //,//⎭⎬⎫==γβγαβαγ β α β α β α βγ β βαααββα////a a ⇒⎭⎬⎫⊂ αβαβ//'//,'//',',⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊂=⊂b b a a b a O b a b aα βγβαγβγα//////⇒⎭⎬⎫b ac b c a //////⇒⎭⎬⎫βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊥a a // αα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊥⊥=⊂a n a m a G n m n m ,,b a b a ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα βαβαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊥⊂=⊥a b a a b ,, αα α βααβ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥a aγ ⎪⎩⎪⎨⎧⊥⊥⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫===⊥⊥⊥ac c b b a c b a αγγββααγγββα ,,, ⎪⎩⎪⎨⎧⊥⊥⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊥⊥⊥=αγγββαa c c b b a O c b a , POa OA a a A PO A PA ⊥⇔⊥⊂⊥.,,ααα于斜交于ααa b ba acn ab a a b a b b a baa b c a'b'a m ba caaa bbab aO POA o o O G 面面垂直线面垂直线线垂直面面平行线面平行线线平行直线与平面的平行和垂直关系的证明思路知识梳理1.空间两点间距离（1）若111(,,)A x y z ，222(,,)B x y z ，则()()()212212212z z y y x x AB -+-+-=特别地，Ａ到原点的距离212121z y x AO ++=（2）夹角公式：112233222222123123cos ||||a b a b a b a ba b a b a a a b b b ++⋅⋅==⋅++++．2．求距离：求距离的重点在点到平面的距离，直线到平面的距离和两个平面的距离可以转化成点到平面的距离，一个点到平面的距离也可以转化成另外一个点到这个平面的距离。
必修二 立体几何知识点总结第二章
高中数学必修2立体几何知识点复习 姓名第二章 空间点、直线、平面的位置关系 2015-12一、平面（1）平面① 平面的概念： A.描述性说明； B.平面是 的；② 平面的表示：通常用希腊字母α、β、γ表示，如平面α（通常写在一个锐角内）；也可以用两个相对顶点的字母来表示，如平面BC 。
③ 点与平面的关系：点A 在平面α内，记作 ；点A 不在平面α内，记作A α∉点与直线的关系：点A 的直线l 上，记作： ； 点A 在直线l 外，记作A l ； 直线与平面的关系：直线l 在平面α内，记作 ；直线l 不在平面α内，记作l ⊄（2）公理1： 。
（即直线在平面内，或者平面经过直线）应用：检验桌面是否平； 判断直线是否在平面内用符号语言表示公理1：,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈⇒⊂（3）公理2： 。
推论：1一直线和直线外一点确定一平面；2两相交直线确定一平面；3两平行直线确定一平面。
公理2及其推论作用：①它是空间内确定平面的依据 ②它是证明平面重合的依据（4）公理3：符号：平面α和β相交，交线是a ，记作 。
符号语言：,P A B A B l P l ∈⇒=∈公理3的作用：①它是判定两个平面相交的方法。
②它说明两个平面的交线与两个平面公共点之间的关系：交线必过公共点。
③它可以判断点在直线上，即证若干个点共线的重要依据。
（5）公理4： 。
二、空间直线与直线之间的位置关系(一) 空间两条直线的位置关系有 、 、 。
（二）异面直线① 异面直线定义： 。
② 异面直线性质：既不平行，又不相交。
③异面直线判定：过平面外一点与平面内一点的直线与平面内不过该店的直线是异面直线。
④异面直线所成角：直线a、b是异面直线，经过空间任意一点O，分别引直线a’∥a，b’∥b，则把直线a’和b’所成的锐角（或直角）叫做异面直线a和b所成的角。
两条异面直线所成角的范围是（0°，90°]，，我们就说这两条异面直线互相垂直。
立体几何教案 第二章 多面体与旋转体 球的直观图画法和球的表面积 教案_1
立体几何教案第二章多面体与旋转体球的直观图画法和球的表面积教案教学目标1．掌握球的正等测画法；2．熟记球的表面积公式；3．激发学生研讨公式的兴趣和掌握推导方法，从而培养学生的空间想象能力，逻辑思维能力和转化能力．教学重点和难点重点：球的表面积及表面积公式的推导．难点：球表面积公式的推导．教学设计过程一、复习提问师：圆的直观图用什么方法画出的．生：（思考片刻，要求学生答出）一般不用斜二测，而用正等测画．师：用正等测画圆的直观图规则是什么？生：（要求思考1分钟后回答）1．在已知图形⊙O中，互相垂直的轴Ox，Oy画直观图时，把它们画成对应的轴O＇x＇，O＇y＇，使∠x＇Oy＇=120°（或60°）．2．已知图形上平行于x轴或y轴的线段，在直观图中分别画成平行于x＇轴或y＇轴的线段．3．平行于x轴或y轴的线段、长度不变．二、讲新课1．球的直观图的画法：师：我们学习了圆的直观图的画法，球和圆有何不同．生：球是立体图形，圆是平面图形．师：那么球的直观图是否和圆的直观图画法类似．生：（学生思考后，举手回答）应有三个坐标轴．师：你怎么考虑的．生：因为圆是平面图形，两条相交直线确定平面，球是立体图体，只有三条互相垂直的直线才能确定空间．师：以上同学回答得很好，球是立体图形，它需要在三维空间中完成．讲解课本p．84例2，画半径为R 的球的直观图．画法：（略）2．球的表面积．师：圆的面积是多少？生：（异口同声回答）S=πR2师：圆的面积S=πR2，是怎样得来的，你知道吗？生：书上告诉的．（全班学生大笑）师：对了，这个结论是书上直接给出的．因为我们所学的知识还无法来解决它的推导过程，待今后继续深造来解决．师：我们今天来学习球的面积公式．同学们要特别注意知识的形成过程．师：（让学生目测实心半球）是半球面积大，还是底面的大圆面积大？（培养学生的观察能力和估算能力）（全班学生积极发言，充分调动了回答问题的积极性，这个问题较易回答）师：（同学们再目测一下）看看上面的面积是大圆面积的几倍（估算一下），是6倍吗？（部分学生回答不可能）师：是4倍吗？（教室里肃静，仍有一部分学生回答说：可能性不大）师：是2倍吗？生：差不多！师：上面的面积正好是下面底面大圆的2倍．为什么是2倍呢？正是我们今天解决的问题．师：圆柱、圆锥、圆台的表面积公式，都是利用它的展开图求出的，由于球面不能展开成平面图形，所以球的表面积公式无法用展开图求出，为了求得球的表面积公式，我们先来证明一个预备定理：定理球面内接圆台（圆台上、下底面是球的两个截面）的高为h，球心到母线的距离为p，那么圆台的侧面积为2πph．已知：球面O的内接圆台的高O1O＇=h，球心O到母线AD的距离OE=p求证：S圆台侧=2πph．师：同学们考虑上式是比例式，在平面几何中怎样证明比例呢？生：利用相似形或平行线分线段成比例定理．师：这个题用什么方法证好呢？生：相似三角形．师：证哪两个三角形相似？生：（学生沉思，教师提示）只要证明△ADD＇∽△OEE＇即可，（如图2）师：（大家观测）上面回答对吗？生：（部分学生回答）对的．师：哪位同学起来回答为什么？生：（一位中等成绩的学生回答说）师：这两个三角形相似是很容易证明的．（课本中“注意”二字，这个结果对于球的内接圆柱、圆锥同样成立．应引起教师的注意，要求学生练习）师：下面证明定理：球面面积等于它的大圆面积的4倍．即：S球面=4πR2（在投影片上画出课本图2－48，并且画得大些）师：将半球面上的半大圆ANB分成2n等分，用过各分点平行于半球大圆面的平面将半球分为多少部分，是2n部分吗？生：（个别学生答，是2n部分，即注意力不集中的学生）不是．师：那么是几部分呢？生：是n部分．师：这n部分是什么图形呢？生：（一少部分回答说n个圆台）n-1个圆台，一个圆锥．师：我们作这些圆台的高，分别为h1，h2，h3，…，hn．球心到它们母线的距离是否相等．生：（部分学生认为不相等，教师准备作好引导的作用）相等的．师：设这个距离为p，由预备定理可得这些圆台圆锥的侧面积的和是多少？生：（全班学生思考，教师提示）S＝2πph1＋2πph2＋…＋2πphn＝2πp（h1+h2＋…＋hn）师：同学们认真分析，h1＋h2＋h3＋…＋hn和应是多少．生：ON，即球的半径R．师：所以S=2πp·R．师：如果分点无限增加，侧面积怎样变化．生：（这时教师需提示）侧面积无限地接近半球面．（教师对无限地应解释，学生第一次接触这个名词）师：分点无限增加，p与R有什么关系．生：p无限地接近R．师：此时侧面积的和S变为2πR2，我们把这个和作为半球面的面积，即S球面=4πR2．例已知：圆柱的底面直径与高都等于球的直径．求证：（1）球的表面积等于圆柱的侧面积．师：圆柱的侧面积是什么？生：底面周长乘以高，即S=c·h．师：在本题中底面周长是什么？生：c=2πR．师：高是什么．生：h=2R．师：所以圆柱侧面积为S=4πR2．（这样问题（1）得证，证明过程要求学生下去练习完成）师：圆柱的全面积是侧面积加两个底面积．那全面积是多少呢？练习：1．球的大圆面积扩大到原来的4倍，那么球的表面积扩大到原来的[ ]2．三个球半径之比是1∶2∶3，那么最大球的表面积是其余两个球的表面积之和的[ ]作业：p．92.6，7．家庭作业：1．阅读课文．（巩固知识的形成过程加深理解记忆）2．对于课文把半球的半大圆ANB分成2n等分．如果对球半径n等分行不行．课堂教学设计说明1．本节课完成了两个内容，一是球的直观图画法，二是球表面积公式及其推导．教案整体构思是要突出教师为主导，学生为主体，学生参与整个教学过程，克服学生上课走神的现象．常此以往，能调动学生学习积极性和主动性．2．重视知识的形成过程，培养学生逻辑推理能力和大胆猜想能力，因为发现问题要比解决问题更重要．数学这门学科不能仅仅作为工具去教学．不能把知识的结论抛给学生，使学生记住结论会演算两道题就行了．而是要培养学生在提高思考能力上下功夫．教学上要力戒“奉送真理，灌注真理”的做法。
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第一章 立体几何初步特殊几何体表面积公式（c 为底面周长，h 为高，'h 为斜高，l 为母线）ch S =直棱柱侧面积'21ch S =正棱锥侧面积 ')(2121h c c S +=正棱台侧面积 rh S π2=圆柱侧 ()l r r S +=π2圆柱表rl S π=圆锥侧面积 ()l r r S +=π圆锥表 lR r S π)(+=圆台侧面积 ()22R Rl rl r S +++=π圆台表柱体、锥体、台体的体积公式 V Sh =柱13V Sh =锥'1()3V S S h =台 2V Sh r h π==圆柱h r V 231π=圆锥 '2211()()33V S S h r rR R h π=+=++圆台 （4）球体的表面积和体积公式：V 球=343R π ； S 球面=24R π第二章 直线与平面的位置关系2.11 2 三个公理：（1符号表示为A ∈LB ∈L => l α⊂ A ∈αB ∈α（2符号表示为：A 、B 、C 三点不共线 => 有且只有一个平面α， 使A ∈α、B ∈α、C ∈α。
公理（3公理 L A · α C · B · A · α2.1.2 空间中直线与直线之间的位置关系1空间的两条直线有如下三种关系： 相交直线：同一平面内，有且只有一个公共点； 平行直线：同一平面内，没有公共点；异面直线： 不同在任何一个平面内，没有公共点。
2 公理4：平行于同一条直线的两条直线互相平行。
符号表示为：设a 、b 、c 是三条直线a ∥bc ∥b强调：公理4实质上是说平行具有传递性，在平面、空间这个性质都适用。
公理4作用：判断空间两条直线平行的依据。
3 等角定理：空间中如果两个角的两边分别对应平行，那么这两个角相等或互补.4 注意点：① a'与b'所成的角的大小只由a 、b 的相互位置来确定，与O 的选择无关，为了简便，点O 一般取在两直线中的一条上； ② 两条异面直线所成的角θ∈(0， )； ③ 当两条异面直线所成的角是直角时，我们就说这两条异面直线互相垂直，记作a ⊥b ；④ 两条直线互相垂直，有共面垂直与异面垂直两种情形；⑤ 计算中，通常把两条异面直线所成的角转化为两条相交直线所成的角。
《新课程标准高中数学必修②复习讲义》第一、二章-立体几何
一、立体几何知识点归纳 第一章 空间几何体（一)空间几何体的结构特征（1）多面体——由若干个平面多边形围成的几何体.围成多面体的各个多边形叫叫做多面体的面，相邻两个面的公共边叫做多面体的棱,棱与棱的公共点叫做顶点.旋转体--把一个平面图形绕它所在平面内的一条定直线旋转形成的封闭几何体。
其中,这条定直线称为旋转体的轴。
（2）柱，锥,台，球的结构特征 1。
棱柱1。
1棱柱—-有两个面互相平行，其余各面都是四边形,并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体叫做棱柱。
1。
2相关棱柱几何体系列(棱柱、斜棱柱、直棱柱、正棱柱）的关系： ①⎧⎪⎧−−−−−→⎨⎪−−−−−→⎨⎪⎪⎩底面是正多形棱垂直于底面斜棱柱棱柱正棱柱直棱柱其他棱柱 底面为矩形侧棱与底面边长相等1.3①侧棱都相等,侧面是平行四边形;②两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形； ③过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形；④直棱柱的侧棱长与高相等，侧面与对角面是矩形。
1。
4长方体的性质：①长方体一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱的平方和；【如图】222211AC AB AD AA =++②（了解)长方体的一条对角线1AC 与过顶点A 的三条棱所成的角分别是αβγ，，，那么222cos cos cos 1αβγ++=，222sin sin sin 2αβγ++=；③（了解）长方体的一条对角线1AC 与过顶点A 的相邻三个面所成的角分别是αβγ，，,则，222sin sin sin 1αβγ++=222cos cos cos 2αβγ++=.1.5侧面展开图:正n 棱柱的侧面展开图是由n 个全等矩形组成的以底面周长和侧棱长为邻边的矩形. 1.6面积、体积公式：2S c hS c h S S h=⋅=⋅+=⋅直棱柱侧直棱柱全底棱柱底，V （其中c 为底面周长,h 为棱柱的高)2.圆柱2。
1圆柱—-以矩形的一边所在的直线为旋转轴，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱.2.2圆柱的性质：上、下底及平行于底面的截面都是等圆;过轴的母线截面（轴截面）是全等的矩形.2。
第二章空间向量与立体几何中线面角问题
第二章空间向量与立体几何中线面角问题一、解答题1．如图,在三棱锥A BCD -中,ABC 是等边三角形,90BAD BCD ∠=∠=︒,点P 是AC 的中点,连接,BP DP ．（1）证明:平面ACD ⊥平面BDP ;（2）若6BD =,且二面角A BD C --为120︒,求直线AD 与平面BCD 所成角的正弦值．2．如图，直四棱柱ABCD –A 1B 1C 1D 1的底面是菱形，AA 1=4，AB =2，∠BAD =60°，E ，M ，N 分别是BC ，BB 1，A 1D 的中点．（1）证明：MN ∥平面C 1DE ；（2）求AM 与平面A 1MD 所成角的正弦值．3．如图所示,已知点P 在正方体ABCD-A′B′C′D′的对角线BD′上,∠PDA=60°.(1)求DP 与CC′所成角的大小.(2)求DP 与平面AA′D′D 所成角的大小.4．如图，四棱锥S ABCD -中，ABS 是正三角形，四边形ABCD 是菱形，点E 是BS 的中点.（I ）求证：SD // 平面ACE ；（II ）若平面ABS ⊥平面ABCD ，120ABC ∠=︒， 求直线AC 与平面ADS 所成角的正弦值.5．如图，直棱柱111ABC A B C -的底面△ABC 中，1CA CB == ，90ACB ∠=︒ ，棱12AA =，如图，以C 为原点，分别以1,,CA CB CC 为,,x y z 轴建立空间直角坐标系．（1）求平面11A B C 的法向量；（2）求直线AC 与平面11A B C 夹角的正弦值．6．如图，四棱锥P ABCD -中，PAB ∆为正三角形，ABCD 为正方形，平面PAB ⊥平面ABCD ，E 、F 分别为AC 、BP 中点.（1）证明：//EF 平面PCD ；（2）求直线BP 与平面PAC 所成角的正弦值.7．在直三棱柱ABC ﹣A 1B 1C 1中，AB ⊥AC ，AB=AC=2，A 1A=4，点D 是BC 的中点；（I ）求异面直线A 1B ，AC 1所成角的余弦值；（II ）求直线AB 1与平面C 1AD 所成角的正弦值．8．如图1，45ACB ∠=，3BC =，过动点A 作AD BC ⊥，垂足D 在线段BC 上且异于点B ，连接AB ，沿AD 将△ABD 折起，使90BDC ∠=（如图2所示）．（1）当BD 的长为多少时，三棱锥A BCD -的体积最大；（2）当三棱锥A BCD -的体积最大时，设点E ，M 分别为棱BC ，AC 的中点，试在棱CD 上确定一点N ，使得EN ⊥BM ，并求EN 与平面BMN 所成角的大小．9．已知长方体1111ABCD A B C D -中，2AD AB ==，11AA =，E 为11D C 的中点. （1）证明1//BD 平面1B EC ；（2）求直线1AD 与平面1B EC 所成角的正弦值.10．如图，在四棱锥E ABCD -中，底面ABCD 为菱形，BE ⊥平面ABCD ，G 为AC 与BD 的交点.（1）证明：平面AEC ⊥平面BED ；（2）若60BAD ∠=︒，AE EC ⊥，求直线EG 与平面EDC 所成角的正弦值.参考答案1．（1）见解析（2）22 【分析】 （1）由ABC 是等边三角形,90BAD BCD ∠=∠=︒,得AD CD =．再证明PD AC ⊥,PB AC ⊥,从而和证明AC ⊥平面PBD ,故平面ACD ⊥平面BDP 得证． （2）作CE BD ⊥,垂足为E 连接AE ．由Rt Rt ABD CBD ⊆,证得,AE BD ⊥,AE CE =结合二面角A BD C --为120︒,可得2AB =,23AE =,6ED =.建立空间直角坐标系,求出点的坐标则60,,03D ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,3,0,13A ⎛⎫- ⎪ ⎪⎝⎭,向量36,,133AD ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,即平面BCD 的一个法向量(0,0,1)m =,运用公式cos ,m AD m AD m AD ⋅〈〉=和sin cos ,m AD θ=〈〉,即可得出直线AD与平面BCD 所成角的正弦值．【详解】 解:（1）证明:因为ABC 是等边三角形,90BAD BCD ∠=∠=︒,所以Rt Rt ABD CBD ≅,可得AD CD =．因为点P 是AC 的中点,则PD AC ⊥,PB AC ⊥,因为PD PB P =,PD ⊂平面PBD ,PB ⊂平面PBD ,所以AC ⊥平面PBD ,因为AC ⊂平面ACD ,所以平面ACD ⊥平面BDP ．（2）如图,作CE BD ⊥,垂足为E 连接AE ．因为Rt Rt ABD CBD ⊆,所以,AE BD ⊥,AE CE =AEC ∠为二面角A-BD-C 的平面角．由已知二面角A BD C --为120︒,知120AEC ∠=︒．在等腰三角形AEC 中,由余弦定理可得AC =．因为ABC 是等边三角形,则AC AB =,所以AB =．在Rt △ABD 中,有1122AE BD AB AD ⋅=⋅,得BD =,因为BD =所以AD =． 又222BD AB AD =+,所以2AB =．则AE =,ED = 以E 为坐标原点,以向量,EC ED 的方向分别为x 轴,y 轴的正方向,以过点E 垂直于平面BCD 的直线为z 轴,建立空间直角坐标系E xyz -,则D ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,A ⎛⎫ ⎪ ⎪⎝⎭,向量31AD ⎛⎫=- ⎪ ⎪⎝⎭,平面BCD 的一个法向量为(0,0,1)m =, 设直线AD 与平面BCD 所成的角为θ,则cos ,2m ADm AD m AD ⋅〈〉===,2sin |cos ,|2m AD θ=〈〉=所以直线AD 与平面BCD 所成角的正弦值为2． 【点睛】本题考查面面垂直的证明和线面所成角的大小,考查空间想象力和是数形结合的能力,属于基础题.2．（1）见解析（2 【分析】 要证线面平行，先证线线平行建系，利用法向量求解。
高中数学必修二立体几何复习(1-5讲全)
第1讲：空间几何体的三视图、直观图、表面积与体积1．空间几何体的结构特征多面体(1)棱柱的侧棱都平行且相等，上、下底面是全等的多边形.(2)棱锥的底面是任意多边形，侧面是有一个公共顶点的三角形. (3)棱台可由平行于底面的平面截棱锥得到，其上、下底面是相似多边形.旋转体(1)圆柱可以由矩形绕一边所在直线旋转得到.(2)圆锥可以由直角三角形绕一条直角边所在直线旋转得到.(3)圆台可以由直角梯形绕垂直于底边的腰所在直线旋转得到，也可由平行于底面的平面截圆锥得到.(4)球可以由半圆或圆绕直径所在直线旋转得到.2．空间几何体的直观图(1)在已知图形中建立直角坐标系xOy .画直观图时，它们分别对应x ′轴和y ′轴，两轴交于点O ′，使∠x ′O ′y ′＝45°，它们确定的平面表示水平平面；(2)已知图形中平行于x 轴或y 轴的线段，在直观图中分别画成平行于x ′轴和y ′轴的线段； (3)已知图形中平行于x 轴的线段，在直观图中保持原长度不变；平行于y 轴的线段，长度为原来的12.3．空间几何体的三视图空间几何体的三视图是用正投影得到，这种投影下与投影面平行的平面图形留下的影子与平面图形的形状和大小是完全相同的，三视图包括主视图、左视图、俯视图． 4．柱、锥、台和球的表面积和体积名称几何体 表面积 体积 柱体(棱柱和圆柱) S 表面积＝S 侧＋2S 底 V ＝Sh 锥体(棱锥和圆锥)S 表面积＝S 侧＋S 底V ＝13Sh台体(棱台和圆台) S 表面积＝S 侧＋S 上＋S 下V ＝13(S 上＋S 下＋S 上S 下)h球S ＝4πR 2V ＝43πR 3题型一 空间几何体的结构特征 例1 (1)下列说法正确的是( )A ．有两个平面互相平行，其余各面都是平行四边形的多面体是棱柱B ．四棱锥的四个侧面都可以是直角三角形C ．有两个平面互相平行，其余各面都是梯形的多面体是棱台D ．棱台的各侧棱延长后不一定交于一点(2)给出下列命题：①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点，则这两点的连线是圆柱的母线；②有一个面是多边形，其余各面都是三角形的几何体是棱锥；③直角三角形绕其任一边所在直线旋转一周所形成的几何体都是圆锥；④棱台的上、下底面可以不相似，但侧棱长一定相等．其中正确命题的个数是() A．0 B．1 C．2 D．3如图是一个无盖的正方体盒子展开后的平面图，A，B，C 是展开图上的三点，则在正方体盒子中，∠ABC的值为()A．30°B．45°C．60°D．90°题型二空间几何体的三视图和直观图例2(1)如图，某几何体的主视图与左视图都是边长为1的正方形，且体积为12，则该几何体的俯视图可以是()(2)正三角形AOB的边长为a，建立如图所示的直角坐标系xOy，则它的直观图的面积是________．(1)(2013·湖南)已知棱长为1的正方体的俯视图是一个面积为1的正方形，则该正方体的主视图的面积不可能等于()A．1 B. 2 C.2－12 D.2＋12(2)如图，矩形O′A′B′C′是水平放置的一个平面图形的直观图，其中O′A′＝6 cm，O′C′＝2 cm，则原图形是() A．正方形B．矩形C．菱形D．一般的平行四边形题型三 空间几何体的表面积与体积例3 (1)一个空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的表面积为( )A ．48B ．32＋817C ．48＋817D ．80(2)已知某几何体的三视图如图所示，其中主视图、左视图均由直角三角形与半圆构成，俯视图由圆与内接三角形构成，根据图中的数据可得几何体的体积为( )A.2π3＋12 B.4π3＋16 C.2π6＋16D.2π3＋12(2012·课标全国)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.26 B.36 C.23D.22第2讲：空间的基本关系与公理1．平面的基本性质公理1：如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条直线上的所有点在这个平面内(即直线在平面内)． 公理2：经过不在同一条直线上的三点，有且只有一个平面(即可以确定一个平面)．公理3：如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线． 2．公理4平行于同一条直线的两条直线互相平行． 3．定理空间中，如果两个角的两条边分别对应平行，那么这两个角相等或互补． 4．直线与直线的位置关系 (1)位置关系的分类⎩⎨⎧共面直线⎩⎪⎨⎪⎧平行相交异面直线：不同在任何一个平面内(2)异面直线所成的角①定义：设a ，b 是两条异面直线，经过空间任一点O 作直线a ′∥a ，b ′∥b ，把a ′与b ′所成的锐角(或直角)叫作异面直线a ，b 所成的角(或夹角)． ②范围：⎝⎛⎦⎤0，π2. 5．直线与平面的位置关系有平行、相交、在平面内三种情况． 6．平面与平面的位置关系有平行、相交两种情况．题型一 平面基本性质的应用例1 如图所示，正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中，E 、F 分别是AB 和AA 1的中点．求证：(1)E 、C 、D 1、F 四点共面； (2)CE 、D 1F 、DA 三线共点．(1)以下四个命题中①不共面的四点中，其中任意三点不共线；②若点A、B、C、D共面，点A、B、C、E共面，则点A、B、C、D、E共面；③若直线a、b共面，直线a、c共面，则直线b、c共面；④依次首尾相接的四条线段必共面．正确命题的个数是()A．0 B．1C．2 D．3(2)a、b是异面直线，在直线a上有5个点，在直线b上有4个点，则这9个点可确定________个平面．题型二判断空间两直线的位置关系例2如图所示，正方体ABCD—A1B1C1D1中，M、N分别是A1B1、B1C1的中点．问：(1)AM和CN是否是异面直线？说明理由；(2)D1B和CC1是否是异面直线？说明理由．(1)如图，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，M，N分别是BC1，CD1的中点，则下列判断错误的是()A．MN与CC1垂直B．MN与AC垂直C．MN与BD平行D．MN与A1B1平行(2)在图中，G、N、M、H分别是三棱柱的顶点或所在棱的中点，则表示直线GH、MN是异面直线的图形有________．(填上所有正确答案的序号)题型三求两条异面直线所成的角例3空间四边形ABCD中，AB＝CD且AB与CD所成的角为30°，E、F分别为BC、AD的中点，求EF与AB所成角的大小．直三棱柱ABC－A1B1C1中，若∠BAC＝90°，AB＝AC＝AA1，则异面直线BA1与AC1所成的角等于()A．30°B．45°C．60°D．90°第3讲：平行关系1． 直线与平面平行的判定与性质判定性质定义定理图形条件 a ∩α＝∅ a α，b ⃘α，a ∥ba ∥α a ∥α，a β，α∩β＝b结论a ∥αb ∥αa ∩α＝∅a ∥b2． 面面平行的判定与性质判定性质定义定理图形条件 α∩β＝∅ a β，b β，a ∩b＝P ，a ∥α，b ∥α α∥β，α∩γ＝a ，β∩γ＝bα∥β，a β 结论α∥βα∥βa ∥ba ∥α题型一 直线与平面平行的判定与性质例1 (2012·山东)如图，几何体E －ABCD 是四棱锥，△ABD 为正三角形，CB ＝CD ，EC ⊥BD . (1)求证：BE ＝DE ；(2)若∠BCD ＝120°，M 为线段AE 的中点，求证：DM ∥平面BEC .如图，在长方体ABCD－A1B1C1D1中，E，H分别为棱A1B1，D1C1上的点，且EH∥A1D1，过EH的平面与棱BB1，CC1相交，交点分别为F，G，求证：FG∥平面ADD1A1.题型二平面与平面平行的判定与性质例2如图，在三棱柱ABC—A1B1C1中，E，F，G，H分别是AB，AC，A1B1，A1C1的中点，求证：(1)B，C，H，G四点共面；(2)平面EFA1∥平面BCHG.如图，在正方体ABCD－A1B1C1D1中，S是B1D1的中点，E、F、G分别是BC、DC、SC的中点，求证：(1)直线EG∥平面BDD1B1；(2)平面EFG∥平面BDD1B1.题型三 平行关系的综合应用例3 如图所示，在四面体ABCD 中，截面EFGH 平行于对棱AB 和CD ，试问截面在什么位置时其截面面积最大？如图所示，四棱锥P －ABCD 的底面是边长为a 的正方形，侧棱PA ⊥底面ABCD ，在侧面PBC 内，有BE ⊥PC 于E ，且BE ＝63a ，试在AB 上找一点F ，使EF ∥平面PAD .第4讲：垂直关系1．直线与平面垂直(1)判定直线和平面垂直的方法①定义法．②利用判定定理：如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么该直线与此平面垂直．③推论：如果在两条平行直线中，有一条垂直于一个平面，那么另一条直线也垂直于这个平面．(2)直线和平面垂直的性质①直线垂直于平面，则垂直于平面内任意直线．②垂直于同一个平面的两条直线平行．③垂直于同一条直线的两平面平行．2．二面角的有关概念(1)二面角：从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫作二面角．(2)二面角的平面角：以二面角的棱上任一点为端点，在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线，这两条射线所成的角叫作二面角的平面角．3．平面与平面垂直(1)平面与平面垂直的判定方法①定义法．②利用判定定理：如果一个平面经过另一个平面的一条垂线，那么这两个平面互相垂直．(2)平面与平面垂直的性质两平面垂直，则一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面．题型一直线与平面垂直的判定与性质例1如图所示，在四棱锥P—ABCD中，PA⊥底面ABCD，AB⊥AD，AC⊥CD，∠ABC＝60°，PA＝AB＝BC，E是PC的中点．证明：(1)CD⊥AE；(2)PD⊥平面ABE.如图，在△ABC中，∠ABC＝90°，D是AC的中点，S是△ABC所在平面外一点，且SA＝SB＝SC.(1)求证：SD⊥平面ABC；(2)若AB＝BC，求证：BD⊥平面SAC.题型二平面与平面垂直的判定与性质例2(2013·北京)如图，在四棱锥P－ABCD中，AB∥CD，AB⊥AD，CD＝2AB，平面PAD⊥底面ABCD，PA⊥AD.E和F分别是CD、PC 的中点．求证：(1)PA⊥底面ABCD；(2)BE∥平面PAD；(3)平面BEF⊥平面PCD.(2012·江西)如图所示，在梯形ABCD中，AB∥CD，E、F是线段AB上的两点，且DE⊥AB，CF⊥AB，AB＝12，AD＝5，BC＝42，DE＝4.现将△ADE，△CFB分别沿DE，CF折起，使A，B两点重合于点G，得到多面体CDEFG.(1)求证：平面DEG⊥平面CFG；(2)求多面体CDEFG的体积．题型三直线、平面垂直的综合应用例3如图所示，在四棱锥P—ABCD中，平面PAD⊥平面ABCD，AB∥DC，△PAD是等边三角形，已知BD＝2AD＝8，AB＝2DC＝4 5.(1)设M是PC上的一点，求证：平面MBD⊥平面PAD；(2)求四棱锥P—ABCD的体积．(2013·江西)如图，直四棱柱ABCD－A1B1C1D1中，AB∥CD，AD⊥AB，AB＝2，AD＝2，AA1＝3，E 为CD上一点，DE＝1，EC＝3.(1)证明：BE⊥平面BB1C1C；(2)求点B1到平面EA1C1的距离．题型四线面角、二面角的求法例4如图，在四棱锥P—ABCD中，PA⊥底面ABCD，AB⊥AD，AC⊥CD，∠ABC＝60°，PA＝AB＝BC，E是PC的中点．(1)求PB和平面PAD所成的角的大小；(2)证明：AE⊥平面PCD；(3)求二面角A—PD—C的正弦值．为23的菱形，∠BAD＝120°，且PA⊥平面ABCD，PA＝26，M，N分别为PB，PD的中点．(1)证明：MN∥平面ABCD；(2)过点A作AQ⊥PC，垂足为点Q，求二面角A－MN－Q的平面角的余弦值．。
第二章 空间向量与立体几何章末复习课件(北师大版选修2-1)
→ → → → 1 设AB＝a，AD＝b，AA1＝c，则MN＝ (a＋b＋c)． 2 → → → → → 1 又BD＝AD－AB＝b－a，∴MN·BD＝2(a＋b＋c)(b－a) 1 2 ＝2(b －a2＋c· b－c· a)． 又∵A1A⊥AD，A1A⊥AB，∴c· b＝0，c· a＝0. 又|b|＝|a|，∴b2＝a2，∴b2－a2＝0. → → ∴MN·BD＝0，∴MN⊥BD. 同理可证，MN⊥A1B，又 A1B∩BD＝B， ∴MN⊥平面 A1BD.
第二章章末归纳整合
专题一 空间向量的计算 空间向量及其运算的知识与方法与平面向量及其运算类似，是 平面向量的拓展，主要考查空间向量的共线与共面以及数量积 运算，是用向量法求解立体几何问题的基础． → → → 【例 1】 沿着正四面体 O-ABC 的三条棱OA、OB、OC的方向 有大小等于 1，2 和 3 的三个力 f1，f2，f3.试求此三个力的合力 f 的大小以及此合力与三条棱夹角的余弦值．
高考真题 1．(2011· 上海)设 A1，A2，A3，A4，A5 是空间中给定的 5 个不同 → → → → → 的点，则使MA1＋MA2＋MA3＋MA4＋MA5＝0 成立的点 M 的个 数为( )．
A．0 B．1 C．5 D．10
解析
从特例入手，不妨令 A1，A2，A3，A4，A5 五点共线，且
5．从近几年的高考试题来看，对本章内容的考查主要分两类： (1)以选择题、填空题的形式考查基本概念和性质，此类题难度 不大，用以解答有关简单的化简、计算、长度、夹角、垂直等 问题． (2)向量在空间中的应用，主要是通过向量的坐标表示，运用计 算的方法研究三维空间几何图形的性质与计算，此类问题一般 是中档题．
解
(1)∵PA⊥平面 ABCD，由 ABCD 是正方形知 AD⊥CD.
人教版高中数学必修立体几何复习课件(共102张PPT)
1 1
1
11.已知某个几何体的三视图如图2，根据图中标出的尺寸 （单位：cm），可得这个几何体的体积是_____8_0__0.0 cm 3
3
2 0 20
主视图
10
10
2 俯0视图
2 侧0视图
第二章 点、直线、平面之间的位置关系
• 四个公理
直线与直线位置关系 • 三类关系 直线与平面位置关系
平面与平面位置关系
（3）
a a
// b
b
（较常用）；
（4）
a
//
a
；
（5）
a a
b
a
（面面垂直 线面垂直）
a b
4.面面垂直
向的侧视图（或称左视图）为（
A
A
H
G
Q
B
C
侧视 B
）A
C
I
P
E
图1
F
B
D
E
D
图2
F
B
B
B
E A．
E B．ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
E C．
E D．
练习10：(1)如图是一个空间几何体的三
视图，如果直角三角形的直角边长均为
正视图 侧视图
1，那么几何体的体积为( ) C
A．1 B．1 C． 1 D．1
俯视图
2
3
6
V1 3S底 h1 31111 3
②判定定理：如果一个平面内的两条相交直线都平行于 另一个平面，那么两个平面互相平行；
符号表述： a,b , a b O, a //,b // //
//
③面面平行的性质定理：
a
a
//
立体几何知识点总结(全)
必修2 第一章 空间几何体知识点总结一.空间几何体的三视图正视图：光线从几何体的前面向后面正投影得到的投影图；反映了物体的高度和长度 侧视图：光线从几何体的左面向右面正投影得到的投影图；反映了物体的高度和宽度 俯视图：光线从几何体的上面向下面正投影得到的投影图。
反映了物体的长度和宽度 三视图中反应的长、宽、高的特点：“长对正”，“高平齐”，“宽相等” 二.空间几何体的直观图斜二测画法的基本步骤：①建立适当直角坐标系xOy （尽可能使更多的点在坐标轴上） ②建立斜坐标系'''x O y ∠，使'''x O y ∠=450（或1350）③画对应图形在已知图形平行于X 轴的线段，在直观图中画成平行于X ‘轴，且长度保持不变；在已知图形平行于Y 轴的线段，在直观图中画成平行于Y ‘轴，且长度变为原来的一半； 直观图与原图形的面积关系：42S ⋅=原图形直观图S 三.空间几何体的表面积与体积⑴圆柱侧面积；l r S ⋅⋅=π2侧面 ⑵圆锥侧面积：l r S ⋅⋅=π侧面 ⑶圆台侧面积：l R l r S ⋅⋅+⋅⋅=ππ侧面 h S V ⋅=柱体h S V ⋅=31锥体()13V h S S S S =+⋅+下下台体上上球的表面积和体积 32344R V R S ππ==球球，. 正三棱锥是底面是等边三角形，三个侧面是全等的等腰三角形的三棱锥。
正四面体是每个面都是全等的等边三角形的三棱锥。
第二章 点、直线、平面之间的位置关系知识点总结一. 平面基本性质即三条公理公理1公理2公理3图形语言文字语言如果一条直线上的两点在一个平面内，那么这条直线在此平面内. 过不在一条直线上的三点，有且只有一个平面.如果两个不重合的平面有一个公共点，那么它们有且只有一条过该点的公共直线.符号语言 ,,A l B l l A B ααα∈∈⎫⇒⊂⎬∈∈⎭,,,,A B C A B C α⇒不共线确定平面,lP P P l αβαβ=⎧∈∈⇒⎨∈⎩I作用 判断线在面内确定一个平面证明多点共线公理2的三条推论：推论1 经过一条直线和这条直线外的一点，有且只有一个平面； 推论2 经过两条相交直线，有且只有一个平面； 推论3 经过两条平行直线，有且只有一个平面.二．直线与直线的位置关系共面直线： 相交直线：同一平面内，有且只有一个公共点；平行直线：同一平面内，没有公共点；异面直线：不同在任何一个平面内，没有公共点。
高三数学一轮复习 第二章立体几何阶段质量检测二 理 B 试题
阶段质量检测(二)制卷人：歐陽文化、歐陽理複；制卷時間：二O 二二年二月七日一、选择题(本大题一一共12小题，每一小题5分，一共60分，在每一小题给出的四个选项里面，只有一项是哪一项符合题目要求的)1．如图，在平行六面体ABCD －A 1B 1C 1D 1中，M 为AC 与BD 的交点，假设A 1B 1→＝a ，A 1D →＝b ，A 1A →＝c ，那么以下向量中与B 1M →相等的向量是( )A ．－12a ＋12b ＋cB.12a ＋12b ＋c C.12a －12b ＋cD ．－12a －12b ＋c【答案】 A2．一个几何体的三视图如下图，那么这个几何体的外表积等于A ．72B ．66C ．60D ．30【解析】 根据题目所给的三视图可知该几何体为一直三棱柱，且底面是一直角三角形，两直角边分别为3,4，斜边为5，三棱柱高为5，所以外表积为S ＝3×4＋3×5＋4×5＋5×5＝72，所以答案为A.【答案】 A3．在以下图中，G、H、M、N分别是正三棱柱的顶点或者所在棱的中点，那么表示直线GH、MN是异面直线的图形有( )A．(1)(2) B．(1)(3)C．(2)(4) D．(3)(4)【解析】对于图(1)，GH∥MN，对于图(2)，GH与NM异面，对于图(3)，GH与MN相交，对于图(4)，GH与NM异面，应选C.【答案】 C4．假设正三棱锥的侧面都是直角三角形，那么侧面与底面所成二面角的余弦值是( )A.63B.33C.23D.13【答案】 B5．直线m⊥平面α，直线n⊂平面β，那么以下命题正确的选项是( ) A．假设α∥β，那么m⊥n B．假设α⊥β，那么m∥nC．假设m⊥n，那么α∥βD．假设n∥α，那么α∥β【解析】易知A选项由m⊥α，α∥β⇒m⊥β，n⊂β⇒m⊥n，故A选项命题正确．【答案】 A6．如图，四边形ABCD 的直观图是直角梯形A 1B 1C 1D 1，且A 1B 1＝B 1C 1＝2A 1D 1＝2，那么四边形ABCD 的面积为( )A ．3B ．3 2C ．6 2D ．6【解析】 如图，取∠GB 1C 1＝135°，过点A 1作A 1E ∥GB 1，易求得B 1E ＝2，A 1E ＝22，故以B 1C 1和B 1A 1为坐标轴建立直角坐标系，由直观图原那么，B ，C 与B 1，C 1重合，然后过点E 作B 1A 1的平行线，且使得AE ＝2A 1E ＝42，即得点A ，然后过A 作AD ∥BC 且使得AD ＝1，即四边形ABCD 上底和下底边长分别为1,2，高为42， 故其面积S ＝12(2＋1)×42＝6 2.【答案】 C7．中心角为34π，面积为B 的扇形围成一个圆锥，假设圆锥的外表积为A ，那么A ：B等于( )A ．11∶8B ．3∶8C ．8∶3D ．13∶8【解析】 设扇形半径为R ，那么B ＝12lR ＝12|α|·R 2＝38πR 2，其中l 为扇形弧长，也为圆锥底面周长，设圆锥底面圆半径为r ， 2πr＝|α|·R ＝34πR ，r ＝38R .S 圆＝πr 2＝964πR 2， 故A ＝B ＋S 圆＝38πR 2＋964πR 2＝3364πR 2.∴A ：B ＝3364πR 2：38πR 2＝11：8.应选A. 【答案】 A8．m ，n 为不同的直线，α，β为不同的平面，以下四个命题中，正确的选项是( ) A ．假设m ∥α，n ∥α，那么m ∥nB ．假设m ⊂α，n ⊂α，且m ∥β，n ∥β，那么α∥βC ．假设α⊥β，m ⊂α，那么m ⊥βD ．假设α⊥β，m ⊥β，m ⊄α，那么m ∥α【解析】 A 错，平行于同一平面的两直线可平行、相交和异面；B 错，必须平面内有两条相交直线分别与平面平行，此时两平面才平行；C 错，两垂直平面内的任一直线与另一平面可平行、相交或者垂直；D 对，由空间想象易知命题正确． 【答案】 D9．如图边长为a 的等边三角形ABC 的中线AF 与中位线DE 交于点G ，△A ′DE 是△ADE 绕DE 旋转过程中的一个图形，那么以下命题中正确的选项是( )①动点A′在平面ABC上的射影在线段AF上；②BC∥平面A′DE；③三棱锥A′－FED的体积有最大值．A．① B．①②C．①②③ D．②③【解析】①中由可得面A′FG⊥面ABC，∴点A′在面ABC上的射影在线段AF上．②BC∥DE，∴BC∥平面A′DE.③当面A′DE⊥面ABC时，三棱锥A′－FDE的体积到达最大．【答案】 C10．在正方体ABCD－A1B1C1D1中，O是底面ABCD的中心，M、N分别是棱DD1、D1C1的中点，那么直线OM( )A．和AC、MN都垂直B．垂直于AC，但不垂直于MNC．垂直于MN，但不垂直于ACD．与AC、MN都不垂直【答案】 A11．用一些棱长是1 cm的小正方体码放成一个几何体，图1为其俯视图，图2为其主视图(或者正视图)，假设这个几何体的体积为7 cm3，那么其左视图为( )【解析】 由这个几何体的体积为7 cm 3可知一共有7个小正方体．通过俯视图可以排除选项A 、D ，结合俯视图与主视图即可选出正确答案为C(假设左视图为D ，那么只需要6个小正方体即可)．【答案】 C12．一个圆柱的正视图的周长为12，那么该圆柱的侧面积的最大值等于( )A.92π B ．6π C ．9πD ．18π【解析】 圆柱的正视图是一个矩形，假设设圆柱的底面半径为r ，高为h ，那么依题意有4r ＋2r ＝12，且0＜r ＜3.故其侧面积S ＝2πr h ＝2πr(6－2r)＝4πr(3－r)≤4π·⎝ ⎛⎭⎪⎫322＝9π，此时r ＝32，所以圆柱的侧面积的最大值等于9π.【答案】 C二、填空题(本大题一一共4小题，每一小题5分，一共20分，把答案填在题中横线上) 13．OA 为球O 的半径，过OA 的中点M 且垂直于OA 的平面截球面得到圆M .假设圆M 的面积为3π，那么球O 的外表积等于________．【解析】 ∵圆M 的面积为3π，∴圆M 的半 径r ＝3，设球的半径为R ，由图可知，R 2＝14R 2＋3，∴34R 2＝3，∴R 2＝4.∴S 球＝4πR 2＝16π. 【答案】 16π14．如图是某几何体的三视图，其中正视图是腰长为2的等腰三角形，俯视图是半径为1的半圆，那么该几何体的体积是________．【解析】 由可得几何体是底面半径为1，母线长为2的圆锥的一半，即半圆锥，易知其体积为12×13×π×12×3＝36π.【答案】36π. 15．a ，b ，c 是空间中互不重合的三条直线，下面给出五个命题： ①假设a ∥b ，b ∥c ，那么a ∥c ； ②假设a ⊥b ，b ⊥c ，那么a ∥c ；③假设a 与b 相交，b 与c 相交，那么a 与c 相交；④假设a ⊂平面α，b ⊂平面β，那么a ，b 一定是异面直线； ⑤假设a ，b 与c 成等角，那么a ∥b . 上述命题中正确的________(只填序号)． 【解析】 由公理4知①正确；当a ⊥b ，b ⊥c 时，a 与c 可以相交、平行，也可以异面，故 ②不正确；当a 与b 相交，b 与c 相交时，a 与c 可以相交、平行，也可以异面，故③不正确；a ⊂α，b ⊂β，并不能说明a 与b “不同在任何一个平面内〞，故④不正确；当a ，b 与c 成等角时，a 与b 可以相交、平行，也可以异面，故⑤不正确． 【答案】 ①16．如图为一几何体的展开图，其中ABCD 是边长为6的正方形，SD ＝PD ＝6，CR ＝SC ，AQ ＝AP ，点S ，D ，A ，Q 及点P ，D ，C ，R 一共线，沿图中虚线将它们折叠起来，使P ，Q ，R ，S 四点重合，那么需要________个这样的几何体，可以拼成一个棱长为6的正方体．【解析】 由题意知，将该展开图沿虚线折叠起来以后，得到一个四棱锥P －ABCD (如图)，其中PD ⊥平面ABCD ，因此该四棱锥的体积V ＝13×6×6×6＝72，而棱长为6的正方体的体积V ＝6×6×6＝216，故需要21672＝3个这样的几何体，才能拼成一个棱长为6的正方体．【答案】 6三、解答题(本大题一一共6小题，一共70分．解容许写出文字说明、证明过程或者演算步骤)17.图1(10分)如图，在四棱锥P －ABCD 中，底面为正方形，PC 与底面ABCD 垂直(图1)，图2为该四棱锥的正视图和侧视图，它们是腰长为6 cm 的全等的等腰直角三角形图2(1)根据图2所给的正视图、侧视图画出相应的俯视图，并求出该俯视图的面积． (2)图3中，E 为棱PB 上的点，F 为底面对角线AC 上的点，且BE EP ＝CF FA，求证：EF ∥平面PDA .图3【解析】 (1)该四棱锥的俯视图为内含对角线，边长为6 cm 的正方形，如图．其面积为36 cm 2.(2)连接BF 并延长交AD 于G ，连接PG ， 那么在正方形ABCD 中，BF FG ＝CF FA.又CF FA ＝BE EP ，∴BF FG ＝BE EP， ∴在△BGP 中，EF ∥PG . 又EF ⊄平面PDA ，PG ⊂平面PDA ， ∴EF ∥平面PDA .18．(12分)如图，在四棱台ABCD －A 1B 1C 1D 1中，下底ABCD 是边长为2的正方形，上底A 1B 1C 1D 1是边长为1的正方形，侧棱DD 1⊥平面ABCD ，DD 1＝2.(1)求证：B 1B ∥平面D 1AC ；(2)求证：平面D1AC⊥平面B1BDD1.【证明】(1)设AC∩BD＝E，连结D1E，∵平面ABCD∥平面A1B1C1D1.∴B1D1∥BE，∵B1D1＝BE＝2，∴四边形B1D1EB是平行四边形，所以B1B∥D1E.又因为B1B⊄平面D1AC，D1E⊂平面D1AC，所以B1B∥平面D1AC(2)证明：侧棱DD1⊥平面ABCD，AC⊂平面ABCD，∴AC⊥DD1.∵下底ABCD是正方形，AC⊥BD.∵DD1与DB是平面B1BDD1内的两条相交直线，∴AC⊥平面B1BDD1∵AC⊂平面D1AC，∴平面D1AC⊥平面B1BDD1.19．(12分)如图，在正三棱柱ABC－A1B1C1中，AB＝4，AA1＝7，点D是BC的中点，点E在AC上，且DE⊥A1E.(1)证明：平面A1DE⊥平面ACC1A1；(2)求直线AD和平面A1DE所成角的正弦值．【解析】(1)证明：如下图，由正三棱柱ABC－A1B1C1的性质知AA1⊥平面ABC.又DE⊂平面ABC，所以DE ⊥AA 1.而DE ⊥A 1E .AA 1∩A 1E ＝A 1，所以DE ⊥平面ACC 1A 1.又DE ⊂平面A 1DE ，故平面A 1DE ⊥平面ACC 1A 1. (2)如图所求，设O 是AC 的中点，以O 为原点建立空间直角坐标系，那么相关各点的坐标分别是A (2,0,0)，A 1(2,0，7)，D (－1，3，0)，E (－1,0,0)．易知A 1D →＝(－3，3，－7)，D E →＝(0，－3，0)，A D →＝(－3，3，0)．设n ＝(x ，y ，z )是平面A 1DE 的一个法向量，那么⎩⎪⎨⎪⎧ n ·D E →＝－3y ＝0，n ·A 1D →＝－3x ＋3y －7z ＝0.解得x ＝－73z ，y ＝0. 故可取n ＝(7，0，－3)．于是cos n ，A D →＝n ·A D →|n |·|AD →|＝－374×23 ＝－218.由此即知，直线AD 和平面A 1DE 所成角的正弦值为218. 20．(12分)某高速公路收费站入口处的平安标识墩如图(1)所示．墩的上半局部是正四棱锥P －EFGH ，下半局部是长方体ABCD －EFGH .图(2)、图(3)分别是该标识墩的正(主)视图和俯视图．(1)请画出该平安标识墩的侧(左)视图；(2)求该平安标识墩的体积；(3)证明：直线BD ⊥平面PEG .【解析】 (1)侧视图同正视图(略)．(2)该平安标识墩的体积为V ＝V P －EFGH＋V ABCD －EFGH ＝13×402×60＋402×20 ＝32 000＋32 000＝64 000(cm 3)．(3)证明：如图，连结EG 、HF 及BD ，EG 与 HF 相交于O 点，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 ，∴BD ⊥平面PEG .21．(12分)四边形ABCD 是边长为1的正方形，MD ⊥平面ABCD ，NB ⊥平面ABCD ，且MD ＝NB ＝1.E 为BC 的中点．(1)求异面直线NE 与AM 所成角的余弦值；(2)在线段AN 上是否存在点S ，使得ES ⊥平面AMN?(3)假设存在，求线段AS 的长；假设不存在，请说明理由．【解析】 (1)如图，以D 为坐标原点，建立空间直角坐标系D －xyz .依题意，易得D (0,0,0)，A (1,0,0)，M (0,0,1)，C (0,1,0)，B (1,1,0)，N (1,1,1)，E ⎝ ⎛⎭⎪⎫12，1，0. ∴NE →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－12，0，－1， AM →＝(－1,0,1)．∵cos N E →，A M →＝NE →·AM →|NE →|·|AM →|＝－1252×2＝－1010， ∴异面直线NE 与AM 所成角的余弦值为－1010. (2)假设在线段AN 上与存在点S .使得ES ⊥平面AMN .∵A N →＝(0,1,1)，可设A S →＝r AN →＝(0，λ，λ)，又E A →＝(12，－1,0)， ∴E S →＝E A →＋A B →＝(12，λ－1，λ)． 由ES ⊥平面AMN ，得⎩⎪⎨⎪⎧ E S →·A M →＝0，E S →·A N →＝0，即⎩⎪⎨⎪⎧ －12＋λ＝0，(λ－1)＋λ＝0.故λ＝12， 此时A S →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫0，12，12，|A S →|＝22. 经检验，当AS ＝22时． ES ⊥平面AMN .故线段AN 上存在点S ，使得ES ⊥平面AMN ，此时AS ＝22. 22．(12分)如图，M 、N 、P 分别是正方体ABCD －A 1B 1C 1D 1的棱AB 、BC 、DD 1上的点．(1)假设BM MA ＝BN NC，求证：无论点P 在D 1D 上如何挪动，总有BP ⊥MN ； (2)假设D 1P ：PD ＝1∶2，且PB ⊥平面B 1MN ，求二面角M －B 1N －B 的余弦值；(3)棱DD 1上是否总存在这样的点P ，使得平面APC 1⊥平面ACC 1？证明你的结论．【解析】 (1)连接AC 、BD 、那么BD ⊥AC ， ∵BM MA ＝BN NC， ∴MN ∥AC ，∴BD ⊥MN .又∵DD 1⊥平面ABCD ，∴DD 1⊥MN ，∵BD ∩DD 1＝D ，∴MN ⊥平面BDD 1.又P 无论在DD 1上如何挪动，总有BP ⊂平面BDD 1，∴无论点P 在D 1D 上如何挪动，总有BP ⊥MN .(2)以D 为坐标原点，DA 、DC 、DD 1所在直线分别为x 轴，y 轴，z 轴，建立如下图的坐标系．设正方体的棱长为1，AM ＝NC ＝t ，那么M (1，t,0)，N (t,1,0)，B 1(1,1,1)，P (0,0，23)，B (1,1,0)，A (1,0,0)， ∵MB 1→＝(0,1－t,1)，B P →＝⎝ ⎛⎭⎪⎫－1，－1，23. 又∵BP ⊥平面MNB 1，∴MB 1→·B P →＝0，即t －1＋23＝0，∴t ＝13，∴MB 1→＝(0，23，1)， M N →＝(－23，23，0)． 设平面MNB 1的法向量n ＝(x ，y ，z )，由⎩⎪⎨⎪⎧ MB 1→·n ＝0M N →·n ＝0，得x ＝y ，z ＝－23y . 令y ＝3，那么n ＝(3,3，－2)．∵AB ⊥平面BB 1N ，∴A B →是平面BB 1N 的一个法向量， A B →＝(0,1,0)．设二面角M －B 1N －B 的大小为θ，∴cos〈n ，A B →〉 ＝|(3，3，－2)·(0，1，0)|22＝32222. 那么二面角M －B 1N －B 的余弦值为32222. (3)存在点P ，且P 为DD 1的中点，使得平面APC 1⊥平面ACC 1.证明：∵BD ⊥AC ，BD ⊥CC 1，∴BD ⊥平面ACC 1.取BD 1的中点E ，连PE ，那么PE ∥BD ，∴PE⊥平面ACC1.∵PE⊂平面APC1，∴平面APC1⊥平面ACC1.制卷人：歐陽文化、歐陽理複；制卷時間：二O二二年二月七日。
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（6）如果一条直线与一个平面平行，则这 就日条直线上的所有的点到这个平面的距各 个离相等。
面面平行判定
（1）定义：如 行果 。两个平面没有公共点，则这两个平面平
（2）判定定理：
如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平 行，那么这两个平面平行。
M、N分别是AB、PC的中点.
(1) 求证：MN∥平面PAD；
(2)求证：MN⊥CD；
(3)若平面PCD与平面ABCD所成二面角为θ，问能
否确定θ的值，使得MN是异面直线AB与PC的公
垂线.
P
A M
B
N D
C
例 2 、 在 正 四 棱 柱 ABCD-A1B1C1D1 中 ， 2 AA1= AB， 点 E、M 分 别 为 A1B、C1C 的 中 点 ， 过 A1， B，M三点的平面交C1D1于点N。 (1)求证：EM∥平面A1ND1； (2)求二面角B-A1N-B1的正切值
（2）判定定理2——如果一条直线和一个 平面内的两条相交直线都垂直，则直线与 平面垂直。
（3）面面垂直的性质：如果两个平面垂直， 则在一个平面内垂直于它们的交线的直线 垂直于另一个平面
（4）面面垂直推论:如果两个相交平面都与另 一个平面垂直，则这两个平面的交线 l 垂直于 另一个平面
（5）面面平行性质：一直线垂直于两个平行 平面中的一个，则它也垂直于另一个平面
(5)线面垂直的性质： a⊥α bα
a⊥b
(6)利用线面垂直、 线面平行：
a⊥α b∥α
a⊥b
(7)利用三垂线定理： 在平面内的一条直线，
A
如果和这个平面的一条
斜线的射影垂直，则它
B Ca α
也和这条斜线垂直。 （反之也成立）
线面垂直判定
（1）判定定理1——如果两条平行线中的 一条垂直于一个平面，则另一条也垂直于 这个平面。
（3）推论：
如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面的 两条相交直线分别平行，那么这两个平面平行。
（4）利用线面垂直：
如果两个平面分别垂直于同一条直线，那么这两 个平面平行。
（5）利用面面平行：
如果两个平面都平行于第三个平面，那么这两个 平面平行。
（6）利用距离：
如果一个平面上的所有点到另一个平面的距离相 等，那么这两个平面平行。
（3）平行公理4
（4）线面平行的性质定理: 如果一条直线与一个平面平行，经过这条直线的 平面和这个平面相交，则这条直线与交线平行。
（5）面面平行的性质
如果两个平面和第三个平面相交，则交线平行。
（6）线面垂直性质
如果两条直线同时垂直于同一个平面，那么这两条 直线平行。
（7）利用距离
如果一条直线上的所有点到另一条直线的距 离相等，那么这两条直线平行。
面面平行的性质
（1）如果两个平面平行，那么这两个平面没有公共点。
（2）如果两个平面平行且都与第三个平面相交，则 交线平行。
（3）如果两个平面平行，则其中一个平面内的所有 直线与另一个平面平行。
（4）如果两个平面平行，且其中一个平面与一条直线 垂直，则另一个平面与这条直线也垂直。
（5）如果两个平面平行，那么这两个平面所成 的角为零度。
面面垂直判定
如果一个平面经过另一个平面的一 条垂线，则这两个平面互相垂直
推论:如果一个平面与另一个平面的垂 线平行，则这两个平面互相垂直
面面垂直性质
如果两个平面垂直，则在一个平面内垂直 于它们的交线的直线垂直于另一个平面
推论:如果两个相交平面都与另一个平面 垂直，则这两个平面的交线 l 垂直于另一 个平面
如果一条直线和一个平面分别与另一个平面垂 直，且直线不在这个平面内，则这条直线和这 个平面平行。
（5）利用平行 如果一条直线与两个平行平面中的一个 平行且不在另一个平面内，则这条直线 与另一个平面平行。
（6）利用距离
一条直线垂直于一个平面，同时垂直于另 一条直线，则另一条直线平行于这个平面。
线面平行的性质
（6）如果两个平面平行，则其中一个平面内的所有 点到另一个平面的距离相等。
（7）夹在两个平行平面间的平行线段相等。
平行与垂直
线线垂直
垂
直
线面垂直
面面垂直
线线垂直判定
线面垂直判定 线面垂直性质 面面垂直判定 面面垂直性质
线线垂直判定
（1）利用线线平行：一条直线垂直于两条 平行线中的一条，则垂直于另一条 （2）利用勾股定理逆定理 （3）利用等腰三角形性质 （4）利用平面图形性质
（8）利用所成角
如果两条直线与一个平面所成角相等且方向相 同，那么这两条直线平行。
线面平行判定
（1）定义：直线和平面没有公共点。
（2）判定定理：平面外一条直线和平面 内一条直线平行，则这条直线和这个平面 平行。
（3）面面平行的性质：两个平面平行， 则其中一个平面内的直线必平行于另一 个平面。
（4）利用垂直
垂直和平行涉及题目的解决方法须熟练掌握两类相互 转化关系：
1.平行转化
2.垂直转化
每一垂直或平行的判定就是从某一垂直或平行开始转 向另一垂直或平行最终达到目的.
例如：有两个平面垂直时，一般要用性质定理，在一 个平面内作交线的垂线，使之转化为线面垂直，然后进 一步转化为线线垂直.
例1.已知PA⊥平面ABCD，四边形ABCD是矩形，
（1）性质定理：如果一条直线与一个平 面平行，过这条直线的平面与已知平面相 交，那么这条直线与交线平行。
（2）如果一条直线与一个平面平行，那么 这条直线与 这个平面没有公共点。
（3）如果一条直线与两个相交的平面都 平行，那么这条直线与交线平行。
（4）如果一条直线与一个平面平行，另 合乎一条直线与这个平面垂直，那么这两 天天条直线垂直。
立体几何复习提要
1、线面关系中的平行与垂直 2、空间中的角与距离 3、典型题型分类解析
平行与垂直
线线平行
平行线面平行 Nhomakorabea面面平行
线线平行判定
线面平行判定 线面平行性质 面面平行判定 面面平行性质
线线平行判定
（1）定义：如果两条直线在同一平面内，且没有公共 点，则这两条直线平行。
（2）初中所学的判定方法（两条直线在同一平面内）
线面垂直性质
（1）定义——如果一条直线和一个平面垂直 则这条直线垂直于平面内的任意一条直线
（2）性质定理——如果两条直线同垂直于一 个平面，则这两条直线平行。
（3）一直线垂直于两个平行平面中的一个， 则它也垂直于另一个平面
（6）如果一个平面经过另一个平面的一条垂 线，则这两个平面互相垂直
（7）如果一个平面与另一个平面的垂线平行， 则这两个平面互相垂直