高中立體幾何教案
發(fā)表時(shí)間:2020-12-01立體幾何。
一、平行關(guān)系與垂直
[基礎(chǔ)自測(cè)]
1.空間三條直線互相平行,由每?jī)蓷l平行線確定一個(gè)平面,則可確定平面的個(gè)數(shù)為B
A.3B.1或3C.1或2D.2或3
2.若為異面直線,直線c∥a,則c與b的位置關(guān)系是D
A.相交B.異面C.平行D.異面或相交
3.下面表述正確的是(C)
A、空間任意三點(diǎn)確定一個(gè)平面B、分別在不同的三條直線上的三點(diǎn)確定一個(gè)平面
C、直線上的兩點(diǎn)和直線外的一點(diǎn)確定一個(gè)平面D、不共線的四點(diǎn)確定一個(gè)平面
4.直線與垂直,又垂直于平面,則與的位置關(guān)系是(D)
A、B、C、D、或
5.若表示直線,表示平面,則下列命題中,正確命題的個(gè)數(shù)為(C)
①;②;③;④
A、1個(gè)B、2個(gè)C、3個(gè)D、4個(gè)
6.若a,b是異面直線,P是a,b外的一點(diǎn),有以下四個(gè)命題:
①過(guò)P點(diǎn)可作直線k與a,b都相交;②過(guò)P點(diǎn)可作平面與a,b都平行;
③過(guò)P點(diǎn)可作直線與a,b都垂直;④過(guò)P點(diǎn)可作直線k與a,b所成角都等于50.
這四個(gè)命題中正確命題的序號(hào)是(D)
A.①、②、③B.②、③、④C.②D.③、④
7.直線,直線,且,則a與b的位置關(guān)系為平行或異面。
8.設(shè)α、β、γ為平面,給出下列條件:
(1)a,b為異面直線,aα,bβ,a∥β,b∥α;
(2)α內(nèi)距離為d的平行直線在β內(nèi)的射線仍為兩條距離為d的平行線;
(3)α內(nèi)不共線的三點(diǎn)到β的距離相等;
(4)α⊥γ,β⊥γ
其中,能使α∥β成立的條件個(gè)數(shù)為:A
A.1個(gè)B.2個(gè)C.3個(gè)D.0個(gè)
9.直線是異面直線是指⑴且與不平行;⑵面,面,且;⑶面,面且;⑷不存在平面能使面且面成立。上述結(jié)論正確的有(C)
、⑶⑷、⑴⑶、⑴⑷、⑵⑷
10、已知直線⊥平面,直線,有下列四個(gè)命題:
①∥⊥,⊥∥,③∥⊥,④⊥∥,
其中正確命題的序號(hào)為_(kāi)_1.3______。
[典例分析]
例1:.已知PA⊥平面ABCD,四邊形ABCD是矩形,M、N分別是AB、PC的中點(diǎn).
(1)求證:MN∥平面PAD;
(2)求證:MN⊥CD;
例2、已知PA⊥矩形ABCD所在平面,M、N分別是AB、PC的中點(diǎn).
(1)求證:MN⊥AB;
(2)設(shè)平面PDC與平面ABCD所成的二面角為銳角θ,問(wèn)能否確定θ使直線MN是異
面直線AB與PC的公垂線?若能,求出相應(yīng)θ的值;若不能,說(shuō)明理由.
.例3(12分)如圖,正方形ABCD所在平面外一點(diǎn)P,底面ABCD,,E是PC的中點(diǎn),作交PB于點(diǎn)F.
(1)證明平面;
(2)證明平面EFD;
例4在幾何體中,△是等腰直角三角形,,和都垂直于平面,且,點(diǎn)是的中點(diǎn)。
(1)求證:∥平面;
(2)求與平面所成角的大小。
[鞏固練習(xí)]
1.)如圖,在棱長(zhǎng)為1的正方體ABCD—A1B1C1D1中,AC與BD交于點(diǎn)E,CB與CB1交于點(diǎn)F.
(I)求證:A1C⊥平BDC1;
(II)求二面角B—EF—C的大?。ńY(jié)果用反三角函數(shù)值表示).
2.如圖,直三棱柱ABC-A1B1C1的底面ABC為等腰直角三角形,∠ACB=900,AC=1,C點(diǎn)到AB1的距離為CE=,D為AB的中點(diǎn).
(1)求證:AB1⊥平面CED;
(2)求異面直線AB1與CD之間的距離;
(3)求二面角B1—AC—B的平面角.
3.如圖,幾何體ABCDE中,△ABC是正三角形,EA和DC
都垂直于平面ABC,且EA=AB=2a,DC=a,F(xiàn)、G分別為
EB和AB的中點(diǎn).
(1)求證:FD∥平面ABC;
(2)求證:AF⊥BD;
(3)求二面角B—FC—G的正切值.
4.如圖,已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直,
AB=,AF=1,M是線段EF的中點(diǎn).
(Ⅰ)求證AM∥平面BDE;
(Ⅱ)求證AM⊥平面BDF;
(Ⅲ)求二面角A—DF—B的大小;
二、空間角與距離
1、一條直線與平面所成的角為30°,則它和平面內(nèi)所有直線所成的角中最大的角是B
、30°、90°、150°、180°
2.在正方體中,面對(duì)角線與(B).
A.10條B.8條C.6條D.4條
3、將正方形ABCD沿對(duì)角線BD折成一個(gè)120°的二面角,點(diǎn)C到達(dá)點(diǎn)C1,這時(shí)異面直線AD與BC1所成角的余弦值是(D)
A.B.C.D.
4.已知二面角為銳角,點(diǎn),到的距離,到棱的距離,則到的距離是(A)
、、、、
5.在正方體A1B1C1D1—ABCD中,AC與B1D所成的角的大小為(D)
A.B.C.D.
6.正三棱錐的相鄰兩側(cè)面所成的角為α,則α的取值范圍B。
A.(,π)B.(,π)C.(,)D.(,)
7、在棱長(zhǎng)為在正方體中,過(guò)的平面與底面的交線為,則直線與的距離為。
8.在三棱錐P—ABC中,∠APB=∠APC=∠BPC=60°,則側(cè)棱PA與側(cè)面PBC所成的角的大小是arccos.
9.如圖,矩形ABCD中,AB=3,BC=4,沿對(duì)角線BD將⊿ABD折起,使A點(diǎn)在內(nèi)的
射影落在BC邊上,若二面角C—AB—D的平面角大小為,
則sin的值等于(A).
A.B.C.D.
10.如圖,AO⊥平面α,點(diǎn)O為垂足,BC平面α,
BC⊥OB;若,則cos的值是。
[典型例題]
例1、如圖1,設(shè)ABC-ABC是直三棱柱,F(xiàn)是AB的中點(diǎn),且
(1)求證:AF⊥AC;(2)求二面角C-AF-B的大?。?/p>
2.(2007全國(guó)Ⅰ文)四棱錐中,底面ABCD為平行四邊形,側(cè)面底面ABCD,已知,,,.
(Ⅰ)證明:;
(Ⅱ)求直線SD與平面SBC所成角的大?。緒ww.JYm1.COm 句怡美】
3.(2007安徽文)如圖,在三棱錐中,,,是的中點(diǎn),且,.
(I)求證:平面平面;
(II)試確定角的值,使得直線與平面所成的角為.
4.四棱錐的底面是邊長(zhǎng)為1的正方形,圖(1)
SD垂直于底面ABCD,SB=√3。
(I)求證;
(II)求面ASD與面BSC所成二面角的大?。?br>
(III)設(shè)棱SA的中點(diǎn)為M,求異面直線DM與SB所成角的大小。
(Ⅳ)求SD與面SAB所成角的大小。
[鞏固練習(xí)]
1.(文)正方體ABCD—A1B1C1D1中,M、N、P分別為棱AB、BC、DD1的中點(diǎn).
(1)求證:PB⊥平面MNB1;
(2)設(shè)二面角M—B1N—B為α,求cosα的值.
2.(本小題滿分14分)如圖,在長(zhǎng)方體ABCD─A1B1C1D1中,E、P分別是BC、A1D1的中點(diǎn),M、N分別是AE、CD1的中點(diǎn),AD=AA1=a,AB=2a.
(1)求證:MN∥面ADD1A1;
(2)求二面角P─AE─D的大小;
(3)求三棱錐P─DEN的體積.
3.(2006年湖南卷)如圖4,已知兩個(gè)正四棱錐P-ABCD與Q-ABCD的高分別為1和2,AB=4.
(Ⅰ)證明PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求異面直線AQ與PB所成的角;
(Ⅲ)求點(diǎn)P到平面QAD的距離.
4.(2004福建卷)在三棱錐S—ABC中,△ABC是邊長(zhǎng)為4的正三角形,平面SAC⊥平面ABC,SA=SC=2,M、N分別為AB、SB的中點(diǎn).
(Ⅰ)證明:AC⊥SB;
(Ⅱ)求二面角N—CM—B的大??;
(Ⅲ)求點(diǎn)B到平面CMN的距離.
三、體積面積與球
1.一個(gè)四面體共一個(gè)頂點(diǎn)的三條棱兩兩相互垂直,其長(zhǎng)分別為,且四面體的四個(gè)頂點(diǎn)在一個(gè)球面上.則這個(gè)球的表面積為(A).
A.16B.32C.36D.64
2.已知正方體外接球的體積是,那么正方體的棱長(zhǎng)等于(D)
(A)(B)(C)(D)
3.一個(gè)與球心距離為1的平面截球所得的圓面面積為,則球的表面積為B
(A)(B)(C)(D)
4.設(shè)三棱柱ABC—A1B1C1的體積為V,P、Q分別是側(cè)棱AA1、CC1上的點(diǎn),且PA=QC1,則四棱錐B—APQC的體積為(C)
A.B.C.D.
5.(2007全國(guó)Ⅱ文)一個(gè)正四棱柱的各個(gè)頂點(diǎn)在一個(gè)直徑為2cm的球面上.如果正四棱柱的底面邊長(zhǎng)為1cm,那么該棱柱的表面積為cm
6、設(shè)地球半徑為,在北緯圈上有、兩地,它們的緯度圈上的弧長(zhǎng)等于,則、兩地的球面距離為(B)
、、、、
7、(2007江西文)四面體的外接球球心在上,且,,在外接球面上兩點(diǎn)間的球面距離是(C)
A.B.C.D.
8、在半徑為的一個(gè)半球內(nèi)有一個(gè)內(nèi)接正方體,則這個(gè)正方體的棱長(zhǎng)為。
9.(2007全國(guó)Ⅰ文)正四棱錐的底面邊長(zhǎng)和各側(cè)棱長(zhǎng)都為,點(diǎn)S,A,B,C,D都在同一個(gè)球面上,則該球的體積為_(kāi)________.
10.把邊長(zhǎng)為的正方形ABCD沿對(duì)角線AC折成直二面角,折成直二面角后,在A,B,C,D四點(diǎn)所在的球面上,B與D兩點(diǎn)之間的球面距離為(C)
(A)(B)(C)(D)
精選閱讀
空間向量與立體幾何
3.1.3空間向量的數(shù)量積運(yùn)算
教學(xué)設(shè)計(jì)
教學(xué)目標(biāo):
知識(shí)與技能目標(biāo):
知識(shí):1.掌握空間向量夾角和模的概念及表示方法;
2.掌握兩個(gè)向量的數(shù)量積的計(jì)算方法,并能利用兩個(gè)向量的數(shù)量積解決立體幾何中的一些簡(jiǎn)單問(wèn)題.
技能:將立體幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為向量的計(jì)算問(wèn)題
過(guò)程與方法目標(biāo):
1.培養(yǎng)類比等探索性思維,提高學(xué)生的創(chuàng)新能力.
2.培養(yǎng)學(xué)生把空間立體幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為向量的計(jì)算問(wèn)題的思想.
情感與態(tài)度目標(biāo):
1.獲得成功的體驗(yàn),激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的熱情;
2.學(xué)習(xí)向量在空間立體幾何中的應(yīng)用,感受到數(shù)學(xué)的無(wú)窮魅力.
教學(xué)重點(diǎn):兩個(gè)向量的數(shù)量積的計(jì)算方法及其應(yīng)用.
教學(xué)難點(diǎn):將立體幾何問(wèn)題轉(zhuǎn)化為向量的計(jì)算問(wèn)題.
教輔工具:多媒體課件
教學(xué)程序設(shè)計(jì):
程序教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖
類比學(xué)習(xí)
類比平面向量夾角的定義,理解空間向量的夾角.對(duì)于思考題,主要是讓學(xué)生理解夾角的概念,
類比學(xué)習(xí)
類比平面向量數(shù)量積的定義.學(xué)生集體回答出空間向量的數(shù)量積定義及幾何意義等.
理解空間向量數(shù)量積的定義和幾何意義.特別要理解投影的概念.
對(duì)于幾個(gè)重要的結(jié)論,主要是讓學(xué)生理解幾個(gè)重要的結(jié)論,特別是長(zhǎng)度和夾角的計(jì)算公式.
對(duì)于練習(xí)1、2和3,學(xué)生獨(dú)立完成后,同桌間交流.
對(duì)于練習(xí)1,2和3,主要是讓學(xué)生熟悉向量數(shù)量積公式,理解數(shù)量積的概念。
例題1的目的是讓學(xué)生理解用向量的方法求異面直線所成的角。
例題2的目的是讓學(xué)生理解用向量的方法求線段的長(zhǎng)度。
例題3的目的是讓學(xué)生理解用向量的方法證明垂直問(wèn)題。
練習(xí)鞏固
學(xué)生動(dòng)手自行解決問(wèn)題,講解鞏固用向量的方法求異面直線所成的角。
鞏固用向量的方法求線段的長(zhǎng)度。
鞏固用向量的方法證明垂直問(wèn)題。
小結(jié)
師生共同完成。
作業(yè)教材習(xí)題3.1A組:第3題,第5題.
立體幾何備考指導(dǎo)
立體幾何備考指導(dǎo)
立體幾何是高考的重點(diǎn)內(nèi)容之一.從近幾年高考試卷來(lái)看,題量最少的也要有一大一小兩道題.一道大題是整套試卷得分高低的關(guān)鍵,一般考查線面的平行與垂直,角度和距離的計(jì)算.本文就通過(guò)對(duì)六例高考題的分析,對(duì)立體幾何的備考談一些粗淺的建議,供大家參考.
一、線線,線面,面面位置關(guān)系問(wèn)題
立體幾何知識(shí)建立在四個(gè)公理的體系之上,因此,在復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)先整理歸納,把空間線面位置關(guān)系一體化,理解和掌握線線,線面,面面平行和垂直的判定與性質(zhì),形成熟練的轉(zhuǎn)化推理能力.具體來(lái)說(shuō),可分為四大塊:①平面的基本性質(zhì)(四個(gè)公理);②線線,線面,面面的平行與垂直;③夾角;④常見(jiàn)的幾何體和球.根據(jù)每部分內(nèi)容,先理解記熟,明確條件和結(jié)論,掌握用法和用途,再通過(guò)典型例題總結(jié)解題方法,并進(jìn)行強(qiáng)化訓(xùn)練.高*考*資+源-網(wǎng)
例1(天津文)是空間兩條不同直線,是空間兩個(gè)不同平面,下面有四個(gè)命題:
①;
②;
③;
④.
其中真命題的編號(hào)是_____.(寫(xiě)出所有真命題的編號(hào))
解:如圖1,,過(guò)A在平面內(nèi)作,
∵,從而m⊥n,故①對(duì).
②錯(cuò),如圖1,n可能會(huì)平移至內(nèi).
③錯(cuò),如圖2,n可能會(huì)在內(nèi).
④對(duì),兩條平行直線中的一條垂直兩平行平面的一個(gè),則另一條也垂直于另一個(gè)平面.
其中真命題的編號(hào)是①④.
點(diǎn)評(píng):線線,線面,面面垂直與平行的判定和性質(zhì)定理,是解決此類問(wèn)題的依據(jù),實(shí)物的演示,構(gòu)造特例法是常用方法!
二、空間角與空間距離問(wèn)題
空間角與距離問(wèn)題,難度可大可小,主觀,客觀題都有,是高考的必考內(nèi)容,復(fù)習(xí)過(guò)程中要多加訓(xùn)練,熟練掌握,達(dá)到爐火純青的程度.
例2(安徽文)平行四邊形的一個(gè)頂點(diǎn)A在平面內(nèi),其余頂點(diǎn)在的同側(cè),已知其中有兩個(gè)頂點(diǎn)到的距離分別為1和2,那么剩下的一個(gè)頂點(diǎn)到平面的距離可能是:①1;②2;③3;④4.
以上結(jié)論正確的為_(kāi)____.(寫(xiě)出所有正確結(jié)論的編號(hào))
(安徽理)多面體上,位于同一條棱兩端的頂點(diǎn)稱為相
鄰的.如圖3,正方體的一個(gè)頂點(diǎn)A在平面內(nèi),其余頂點(diǎn)在
的同側(cè),正方體上與頂點(diǎn)A相鄰的三個(gè)頂點(diǎn)到的距離分別為
1,2和4.P是正方體的其余四個(gè)頂點(diǎn)的一個(gè),則P到平面的
距離可能是:
①3;②4;③5;④6;⑤7.
以上結(jié)論正確的為_(kāi)____.(寫(xiě)出所有正確結(jié)論的編號(hào))
解:(文)①③.如果已知兩點(diǎn)與頂點(diǎn)A相鄰,則剩下的一個(gè)頂點(diǎn)(平行四邊形的與A在一條對(duì)角線上的頂點(diǎn))到平面的距離必定是3;如果已知兩點(diǎn)有一個(gè)與頂點(diǎn)A不相鄰,則剩下的一個(gè)頂點(diǎn)到平面的距離只能是1.
(理)①③④⑤.在2-A-1,1-A-4,2-A-4分別對(duì)應(yīng)距離為3,5,6,在3-A-4中對(duì)應(yīng)距離是7,所以選①③④⑤.
點(diǎn)評(píng):從上面解答看,文科試題涉及兩類問(wèn)題(借用理科試題中的定義,與頂點(diǎn)A相鄰或不相鄰),需要分類討論,如果已知兩頂點(diǎn)與頂點(diǎn)A相鄰時(shí),平行四邊形的兩條對(duì)角線都不與平面平行,所求距離必定是3;如果已知兩頂點(diǎn)有一個(gè)與頂點(diǎn)A不相鄰,則平行四邊形的一條對(duì)角線與平面平行,所求距離只能是1.解決了文科試題將平行四邊形特殊化為正方形,再分別使已知兩頂點(diǎn)與頂點(diǎn)A相鄰,可得到2-A-1,1-A-4,2-A-4,3-A-4組合,對(duì)應(yīng)距離可輕而易舉地寫(xiě)出來(lái).
三、簡(jiǎn)單幾何體的組合問(wèn)題
高考題中,常出現(xiàn)將兩種簡(jiǎn)單幾何體組合起來(lái)進(jìn)行考查的題型.如正方體,長(zhǎng)方體或棱錐內(nèi)接于一個(gè)球;一個(gè)球內(nèi)切于正方體,正四面體;幾個(gè)球堆壘在一起等.解答這類題,有時(shí)直觀圖是很難畫(huà)的,我們可以通過(guò)思考加工后畫(huà)出對(duì)我們解題有幫助的,容易畫(huà)出來(lái)的立體圖或者截面圖即可.
例3(湖南卷)棱長(zhǎng)為2的正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,若過(guò)該球球心的一個(gè)截面如圖4所示,則圖中三角形(正四面體的截面)的面積是().
(A)(B)(C)(D)
解:先畫(huà)出立體圖形如圖5所示,注意到截面有兩點(diǎn)在大圓上,所以截面過(guò)四面體的一條棱(不妨設(shè)為AB),又截面過(guò)球心,于是,截面過(guò)棱CD的中點(diǎn).從而可知,截面為等腰三角形,該三角形底邊是四面體的棱,長(zhǎng)為2,兩腰是四面體表面三角形的高,長(zhǎng)為.故答案為(C).
點(diǎn)評(píng):本題以截面形式考查空間能力.求解關(guān)鍵是要理清截面圖形與原幾何體的位置關(guān)系,然后利用面積公式求解.如果沒(méi)有抓住圖形特征,一味地設(shè)法求球的半徑容易陷入困境.
四、折疊與展開(kāi)問(wèn)題
平面圖形的折疊問(wèn)題是高考的老話題,解答這類題應(yīng)抓住折疊前后兩個(gè)圖形中相關(guān)元素之間的大小或者位置關(guān)系.對(duì)折疊前后未發(fā)生變化的量應(yīng)放在折疊前的圖形中進(jìn)行計(jì)算,這樣做顯得直觀易懂.求解空間幾何體兩個(gè)或幾個(gè)側(cè)面上的折線長(zhǎng)之和的最小值,其方法是將側(cè)面展開(kāi)成平面圖形.
1.折疊問(wèn)題
例4(山東卷)如圖6,在等腰梯形ABCD中,AB=2DC=2,∠DAB=60°,E為AB的中點(diǎn),將△ADE與△BEC分別沿ED,EC向上折起,使A,B重合于點(diǎn)P,則三棱錐
P-DCE的外接球的體積為().
(A)(B)(C)(D)
解:折疊后形成棱長(zhǎng)為1的正四面體,將正四面體的棱作為正方體的面對(duì)角線,則該正四面體的外接球就是正方體的外接球,正方體的棱長(zhǎng)為,其體對(duì)角線長(zhǎng)為,外接球的半徑為,體積是,選(C).
點(diǎn)評(píng):折疊以后成為正四面體需要足夠的想象能力和推理能力,再把正四面體轉(zhuǎn)化到正方體內(nèi),從外接球處理,則是“奇思妙想”!計(jì)算自然簡(jiǎn)單,“轉(zhuǎn)化”功不可沒(méi)!
2.展開(kāi)問(wèn)題
例5(江西卷)如圖8,已知正三棱柱
的底面邊長(zhǎng)為1,高為8,一質(zhì)點(diǎn)自A點(diǎn)出發(fā),沿著三棱柱的側(cè)面
繞行兩周到達(dá)點(diǎn)的最短路線的長(zhǎng)為_(kāi)____.
解:將正三棱柱的兩個(gè)底面剪開(kāi),把側(cè)面沿側(cè)棱剪開(kāi),
將側(cè)面展開(kāi)成平面圖形,如圖9所示.質(zhì)點(diǎn)繞側(cè)面兩周的行程應(yīng)是
折線與的長(zhǎng)度之和,欲求與的長(zhǎng)度之和的最小值,可在展開(kāi)圖的右邊補(bǔ)一個(gè)與之全等的展開(kāi)圖,如圖10所示.由對(duì)稱性可知,當(dāng)處在對(duì)角線位置的兩條折線與在同一條直線上時(shí),折線與的長(zhǎng)度之和最小.最小值為.
點(diǎn)評(píng):本題考查空間中求最短路線問(wèn)題,解這類問(wèn)題的關(guān)鍵是化空間問(wèn)題為平面問(wèn)題.
五,定義型問(wèn)題
例6(江西文)如果四棱錐的四條側(cè)棱都相等,就稱它為“等腰四棱錐”,四條側(cè)棱稱為它的腰,以下4個(gè)命題中,假命題是().
(A)等腰四棱錐的腰與底面所成的角都相等
(B)等腰四棱錐的側(cè)面與底面所成的二面角都相等或互補(bǔ)
(C)等腰四棱錐的底面四邊形必存在外接圓
(D)等腰四棱錐的各頂點(diǎn)必在同一球面上
解:由等腰四棱錐的定義可知,(A),(C),(D)正確,而等腰四棱錐的底面未確定,所以側(cè)面底邊上的高不能確定,從而側(cè)面與底面所成的角不能確定.故選(B).
點(diǎn)評(píng):本題考查四棱錐的概念.讀懂題中提供的信息,即“等腰四棱錐”的定義是解題的關(guān)鍵.
高三數(shù)學(xué)立體幾何4
一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無(wú)論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備,準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容,幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫(xiě)呢?急您所急,小編為朋友們了收集和編輯了“高三數(shù)學(xué)立體幾何4”,歡迎您閱讀和收藏,并分享給身邊的朋友!
考試要求:1、掌握平面的基本性質(zhì),會(huì)用斜二側(cè)的畫(huà)法畫(huà)水平放置的平面圖形的直觀圖;能夠畫(huà)出空間兩條直線、直線和平面的各種位置關(guān)系的圖形,能夠根據(jù)圖形想象它們的位置關(guān)系。2、掌握直線和平面平行的判定定理和性質(zhì)定理;理解直線和平面垂直的概念,掌握直線和平面垂直的判定定理;掌握三垂線定理及其逆定理。3、理解空間向量的概念,掌握空間向量的加法、減法和數(shù)乘。4、了解空間向量的基本定理;理解空間向量坐標(biāo)的概念,掌握空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算。5、掌握空間向量的數(shù)量積的定義及其性質(zhì);掌握用直角坐標(biāo)計(jì)算空間向量數(shù)量積的公式;掌握空間兩點(diǎn)間距離公式。6、理解直線的方向向量,平面的法向量、向量在平面內(nèi)的射影等概念。7、掌握直線和直線、直線和平面、平面和平面所成的角、距離的概念。對(duì)于異面直線的距離,只要求會(huì)計(jì)算已給出公垂線或在坐標(biāo)表示下的距離。掌握直線和平面垂直的性質(zhì)定理。掌握兩個(gè)平面平行、垂直的判定定理和性質(zhì)定理。8、了解多面體、凸多面體的概念,了解正多面體的概念。9、了解棱柱的概念,掌握棱柱的性質(zhì),會(huì)畫(huà)直棱柱的直觀圖。10、了解棱錐的概念,掌握正棱錐的性質(zhì),會(huì)畫(huà)正棱錐的直觀圖。11、了解球的概念,掌握球的性質(zhì),掌握球的表面積、體積公式。
立體幾何新題型的解題技巧
【命題趨向】
在高考中立體幾何命題有如下特點(diǎn):
1.線面位置關(guān)系突出平行和垂直,將側(cè)重于垂直關(guān)系.
2.多面體中線面關(guān)系論證,空間角與距離的計(jì)算常在解答題中綜合出現(xiàn).
3.多面體及簡(jiǎn)單多面體的概念、性質(zhì)多在選擇題,填空題出現(xiàn).
4.有關(guān)三棱柱、四棱柱、三棱錐的問(wèn)題,特別是與球有關(guān)的問(wèn)題將是高考命題的熱點(diǎn).
此類題目分值一般在17---22分之間,題型一般為1個(gè)選擇題,1個(gè)填空題,1個(gè)解答題.
【考點(diǎn)透視】
(A)版.掌握兩條直線所成的角和距離的概念,對(duì)于異面直線的距離,只要求會(huì)計(jì)算已給出公垂線時(shí)的距離.掌握斜線在平面上的射影、直線和平面所成的角、直線和平面的距離的概念.掌握二面角、二面角的平面角、兩個(gè)平行平面間的距離的概念.
(B)版.
①理解空間向量的概念,掌握空間向量的加法、減法和數(shù)乘.
②了解空間向量的基本定理,理解空間向量坐標(biāo)的概念,掌握空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算.
③掌握空間向量的數(shù)量積的定義及其性質(zhì),掌握用直角坐標(biāo)計(jì)算空間向量數(shù)量積公式.
④理解直線的方向向量、平面的法向量,向量在平面內(nèi)的射影等概念.
⑤了解多面體、凸多面體、正多面體、棱柱、棱錐、球的概念.
⑥掌握棱柱、棱錐、球的性質(zhì),掌握球的表面積、體積公式.
⑦會(huì)畫(huà)直棱柱、正棱錐的直觀圖.
空間距離和角是高考考查的重點(diǎn):特別是以兩點(diǎn)間距離,點(diǎn)到平面的距離,兩異面直線的距離,直線與平面的距離以及兩異面直線所成的角,直線與平面所成的角,二面角等作為命題的重點(diǎn)內(nèi)容,高考試題中常將上述內(nèi)容綜合在一起放在解答題中進(jìn)行考查,分為多個(gè)小問(wèn)題,也可能作為客觀題進(jìn)行單獨(dú)考查.考查空間距離和角的試題一般作為整套試卷的中檔題,但也可能在最后一問(wèn)中設(shè)置有難度的問(wèn)題.
不論是求空間距離還是空間角,都要按照一作,二證,三算的步驟來(lái)完成,即寓證明于運(yùn)算之中,正是本專題的一大特色.
求解空間距離和角的方法有兩種:一是利用傳統(tǒng)的幾何方法,二是利用空間向量。
【例題解析】
考點(diǎn)1點(diǎn)到平面的距離
求點(diǎn)到平面的距離就是求點(diǎn)到平面的垂線段的長(zhǎng)度,其關(guān)鍵在于確定點(diǎn)在平面內(nèi)的垂足,當(dāng)然別忘了轉(zhuǎn)化法與等體積法的應(yīng)用.
典型例題
例1(2007年福建卷理)如圖,正三棱柱的所有棱長(zhǎng)都為,為中點(diǎn).
(Ⅰ)求證:平面;
(Ⅱ)求二面角的大小;
(Ⅲ)求點(diǎn)到平面的距離.
考查目的:本小題主要考查直線與平面的位置關(guān)系,二面角的
大小,點(diǎn)到平面的距離等知識(shí),考查空間想象能力、邏輯思維
能力和運(yùn)算能力.
解答過(guò)程:解法一:(Ⅰ)取中點(diǎn),連結(jié).
為正三角形,.
正三棱柱中,平面平面,
平面.
連結(jié),在正方形中,分別為
的中點(diǎn),,.
在正方形中,,平面.
(Ⅱ)設(shè)與交于點(diǎn),在平面中,作于,連結(jié),由(Ⅰ)得平面.
,為二面角的平面角.
在中,由等面積法可求得,
又,.
所以二面角的大小為.
(Ⅲ)中,,.
在正三棱柱中,到平面的距離為.
設(shè)點(diǎn)到平面的距離為.
由,得,
.
點(diǎn)到平面的距離為.
解法二:(Ⅰ)取中點(diǎn),連結(jié).
為正三角形,.
在正三棱柱中,平面平面,
平面.
取中點(diǎn),以為原點(diǎn),,,的方向?yàn)檩S的正方向建立空間直角坐標(biāo)系,則,,,,,
,,.
,,
,.
平面.
(Ⅱ)設(shè)平面的法向量為.
,.,,
令得為平面的一個(gè)法向量.
由(Ⅰ)知平面,
為平面的法向量.
,.
二面角的大小為.
(Ⅲ)由(Ⅱ),為平面法向量,
.
點(diǎn)到平面的距離.
小結(jié):本例中(Ⅲ)采用了兩種方法求點(diǎn)到平面的距離.解法二采用了平面向量的計(jì)算方法,把不易直接求的B點(diǎn)到平面的距離轉(zhuǎn)化為容易求的點(diǎn)K到平面的距離的計(jì)算方法,這是數(shù)學(xué)解題中常用的方法;解法一采用了等體積法,這種方法可以避免復(fù)雜的幾何作圖,顯得更簡(jiǎn)單些,因此可優(yōu)先考慮使用這一種方法.