高中立体几何总复习
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高三复习立体几何部分第一节简单几何体A组1.下列命题中,不正确的是______.①棱长都相等的长方体是正方体②有两个相邻侧面为矩形的棱柱为直棱柱③有两个侧面与底面垂直的棱柱为直棱柱④底面为平行四边形的四棱柱叫平行六面体解析:由平行六面体、正方体的定义知①④正确;对于②,相邻两侧面垂直于底面,则侧棱垂直于底面,所以该棱柱为直棱柱,因而②正确;对于③,若两侧面平行且垂直于底面,则不一定是直棱柱.答案:③2.(2009年高考全国卷Ⅱ改编)纸制的正方体的六个面根据其方位分别标记为上、下、东、南、西、北,现在沿该正方体的一些棱将正方体剪开,外面朝上展平,得到如图的平面图形,则标“△”的面的方位是________.解析:将所给图形还原为正方体,如图所示,最上面为△,最左面为东,最里面为上,将正方体旋转后让东面指向东,让“上”面向上可知“△”的方位为北.答案:北3.(2009年高考安徽卷)对于四面体ABCD,下列命题正确的是________.(写出所有正确命题的编号).①相对棱AB与CD所在的直线是异面直线;②由顶点A作四面体的高,其垂足是△BCD三条高线的交点;③若分别作△ABC和△ABD的边AB上的高,则这两条高的垂足重合;④任何三个面的面积之和都大于第四个面的面积;⑤分别作三组相对棱中点的连线,所得的三条线段相交于一点.解析:②中的四面体如果对棱垂直,则垂足是△BCD的三条高线的交点;③中如果AB 与CD垂直,则两条高的垂足重合.答案:①④⑤4.下列三个命题,其中正确的有________个.①用一个平面去截棱锥,棱锥底面和截面之间的部分是棱台;②两个底面平行且相似,其余各面都是梯形的多面体是棱台;③有两个面互相平行,其余各面都是等腰梯形的六面体是棱台.解析:①中的平面不一定与底面平行,②③可用反例图去验证.答案:05.下面命题正确的有________个.①长方形绕一条直线旋转一周所形成的几何体是圆柱②过圆锥侧面上一点有无数条母线③三棱锥的每个面都可以作为底面④圆锥的轴截面(过轴所作的截面)是等腰三角形解析:①②错,③④正确.①错在绕一条直线,应该是绕长方形的一条边所在的直线;②两点确定一条直线,圆锥的母线必过圆锥的顶点,因此过圆锥侧面上一点只有一条母线.答案:26.如图所示,长方体的长、宽、高分别为4 cm,3 cm,5 cm,一只蚂蚁从A到C1点沿着表面爬行的最短距离是多少?解:长方体ABCD-A1B1C1D1的表面可如下图三种方法展开后,A、C1两点间的距离分别为:(5+4)2+32=310,(5+3)2+42=45,(3+4)2+52=74,三者比较得74是从点A沿表面到C1的最短距离,∴最短距离是74 cm.B组1.(2009年高考安徽卷)对于四面体ABCD,下列命题正确的是________.①相对棱AB与CD所在的直线是异面直线;②由顶点A作四面体的高,其垂足是△BCD三条高线的交点;③若分别作△ABC和△ABD的边AB上的高,则这两条高的垂足重合;④任何三个面的面积之和都大于第四个面的面积;⑤分别作三组相对棱中点的连线,所得的三条线段相交于一点.解析:②中的四面体如果对棱垂直,则垂足是△BCD的三条高线的交点;③中如果AB 与CD垂直,则两条高的垂足重合.答案:①④⑤2.下面是关于三棱锥的四个命题:①底面是等边三角形,侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱锥.②底面是等边三角形,侧面都是等腰三角形的三棱锥是正三棱锥.③底面是等边三角形,侧面的面积都相等的三棱锥是正三棱锥.④侧棱与底面所成的角都相等,且侧面与底面所成的二面角都相等的三棱锥是正三棱锥.其中,真命题的编号是______.(写出所有真命题的编号)解析:对于①,设四面体为D-ABC,过棱锥顶点D作底面的垂线DE,过E分别作AB,BC,CA边的垂线,其垂足依次为F,G,H,连结DF,DG,DH,则∠DFE,∠DGE,∠DHE分别为各侧面与底面所成的角,所以∠DFE=∠DGE=∠DHE,于是有FE=EG=EH,DF=DG=DH,故E为△ABC的内心,又因△ABC为等边三角形,所以F,G,H为各边的中点,所以△AFD≌△BFD≌△BGD≌△CGD≌△AHD,故DA=DB=DC,故棱锥为正三棱锥.所以为真命题.对于②,侧面为等腰三角形,不一定就是侧棱为两腰,所以为假命题.对于③,面积相等,不一定侧棱就相等,只要满足斜高相等即可,所以为假命题.对于④,由侧棱与底面所成的角相等,可以得出侧棱相等,又结合①知底面应为正三角形,所以为真命题.综上,①④为真命题.答案:①④3.关于如图所示几何体的正确说法为________.①这是一个六面体②这是一个四棱台③这是一个四棱柱④这是一个四棱柱和三棱柱的组合体⑤这是一个被截去一个三棱柱的四棱柱答案:①②③④⑤4.(2009年高考安徽卷)对于四面体ABCD,下列命题正确的是________.①相对棱AB与CD所在的直线是异面直线;②由顶点A作四面体的高,其垂足是△BCD三条高线的交点;③若分别作△ABC和△ABD的边AB上的高,则这两条高的垂足重合;④任何三个面的面积之和都大于第四个面的面积;⑤分别作三组相对棱中点的连线,所得的三条线段相交于一点.解析:②中的四面体如果对棱垂直,则垂足是△BCD的三条高线的交点;③中如果AB 与CD垂直,则两条高的垂足重合.答案:①④⑤5.给出以下命题:①底面是矩形的四棱柱是长方体;②直角三角形绕着它的一边旋转一周形成的几何体叫做圆锥;③四棱锥的四个侧面可以都是直角三角形.其中说法正确的是__________.解析:命题①不是真命题,因为底面是矩形,若侧棱不垂直于底面,这时四棱柱是斜四棱柱;命题②不是真命题,直角三角形绕着它的一条直角边旋转一周形成的几何体叫做圆锥,如果绕着它的斜边旋转一周,形成的几何体则是两个具有共同底面的圆锥;命题③是真命题,如图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是矩形,PA⊥平面ABCD,则可以得到四个侧面都是直角三角形.故填③.答案:③6.下列结论正确的是①各个面都是三角形的几何体是三棱锥②以三角形的一条边所在直线为旋转轴,其余两边旋转形成的曲面所围成的几何体叫圆锥③棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等,则该棱锥可能是正六棱锥④圆锥的顶点与底面圆周上的任意一点的连线都是母线解析:①错误.如图(1)所示,由两个结构相同的三棱锥叠放在一起构成的几何体,各面都是三角形,但它不是棱锥.②错误.如图(2)(3)所示,若△ABC不是直角三角形,或是直角三角形但旋转轴不是直角边,所得的几何体都不是圆锥.③错误.若六棱锥的所有棱长都相等,则底面多边形是正六边形.由几何图形知,若以正六边形为底面,侧棱长必然要大于底面边长.④正确.答案:④7.过半径为2的球O表面上一点A作球O的截面,若OA与该截面所成的角是60°,则该截面的面积是________.解析:设截面的圆心为O′,由题意得:∠OAO′=60°,O′A=1,S=π·12=π.答案:π8.如果四棱锥的四条侧棱都相等,就称它为“等腰四棱锥”,四条侧棱称为它的腰,以下四个命题中,假命题是________.①等腰四棱锥的腰与底面所成的角都相等②等腰四棱锥的侧面与底面所成的二面角都相等或互补③等腰四棱锥的底面四边形必存在外接圆④等腰四棱锥的各顶点必在同一球面上解析:①如图,∵SA=SB=SC=SD,∴∠SAO=∠SBO=∠SCO=∠SDO,即等腰四棱锥腰与底面所成的角相等,正确;②等腰四棱锥的侧面与底面所成的二面角相等或互补不一定成立;③如图,由SA=SB=SC=SD得OA=OB=OC=OD,即等腰四棱锥的底面四边形存在外接圆,正确;④等腰四棱锥各顶点在同一个球面上,正确.故选②.答案:②9.(2008年高考江西卷)如图(1),一个正四棱柱形的密闭容器水平放置,其底部镶嵌了同底的正四棱锥形实心装饰块,容器内盛有a 升水时,水面恰好经过正四棱锥的顶点P .如果将容器倒置,水面也恰好过点P (图(2))有下列四个命题:A .正四棱锥的高等于正四棱柱高的一半B .将容器侧面水平放置时,水面也恰好过点PC .任意摆放该容器,当水面静止时,水面都恰好经过点PD .若往容器内再注入a 升水,则容器恰好能装满.其中真命题的代号是:______(写出所有真命题的代号).解析:设正四棱柱底面边长为b ,高为h 1,正四棱锥高为h 2,则原题图(1)中水的体积为b 2h 2-13b 2h 2=23b 2h 2, 图(2)中水的体积为b 2h 1-b 2h 2=b 2(h 1-h 2),所以23b 2h 2=b 2(h 1-h 2),所以h 1=53h 2,故A 错误,D 正确. 对于B ,当容器侧面水平放置时,P 点在长方体中截面上,又水占容器内空间的一半,所以水面也恰好经过P 点,故B 正确.对于C ,假设C 正确,当水面与正四棱锥的一个侧面重合时,经计算得水的体积为2536b 2h 2>23b 2h 2,矛盾,故C 不正确.答案:BD 10.一个四棱锥和一个三棱锥恰好可以拼接成一个三棱柱,这个四棱锥的底面为正方形,且底面边长与各侧棱长相等,这个三棱锥的底面边长与各侧棱长也都相等.设四棱锥、三棱锥、三棱柱的高分别为h 1,h 2,h 3,求h 1∶h 2∶h 3的值.解:选依题意,四棱锥为正四棱锥,三棱锥为正三棱锥,且棱长均相等,设为a ,h 2=h 3,h 1= a 2-(22a )2=22a ,h 2= a 2-(33a )2=63a , 故h 1∶h 2∶h 3=3∶2∶2.11.一个等腰直角三角形的三个顶点分别在正三棱柱的三条侧棱上.已知正三棱柱的底面边长为2,求该三角形的斜边长.解:如图,正三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,△ABC 为正三角形,边长为2,△DEF 为等腰直角三角形,DF 为斜边,设DF 长为x ,则DE =EF =22x ,作DG ⊥BB 1,HG ⊥CC 1,EI ⊥CC 1, 则EG =DE 2-DG 2=x 22-4,FI =EF 2-EI 2=x 22-4,FH =FI +HI =FI +EG =2x 22-4,在Rt △DHF 中,DF 2=DH 2+FH 2,即x 2=4+(2x 22-4))2,解得x =2 3.即该三角形的斜边长为2 3.12.(2009年高考辽宁卷改编)如果把地球看成一个球体,求地球上北纬60°纬线长和赤道线长的比值.解:设地球的半径为R ,那么对应的赤道线的大圆的半径为R ,而对应的北纬60°纬线所在的小圆的半径为12R ,那么它们对应的长度之比为12R ∶R =12. 即所求比值为12.第二节 空间图形的基本关系与公理A 组1.以下四个命题中,正确命题的个数是________.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.解析:①正确,可以用反证法证明;②从条件看出两平面有三个公共点A 、B 、C ,但是若A 、B 、C 共线,则结论不正确;③不正确,共面不具有传递性;④不正确,因为此时所得的四边形四条边可以不在一个平面上.答案:12.给出下列四个命题:①如果两个平面有三个公共点,那么这两个平面重合;②两条直线可以确定一个平面;③若M ∈α,M ∈β,α∩β=l ,则M ∈l ;④空间中,相交于同一点的三条直线在同一平面内.其中真命题的个数为________.解析:根据平面的基本性质知③正确.答案:13.(2009年高考湖南卷改编)平行六面体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,既与AB 共面也与CC 1共面的棱的条数为________.解析:根据两条平行直线、两条相交直线确定一个平面,可得CD 、BC 、BB 1、AA 1、C 1D 1符合条件.答案:54.正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,P 、Q 、R 分别是AB 、AD 、B 1C 1的中点.那么,正方体的过P 、Q 、R 的截面图形是________.解析:边长是正方体棱长的22倍的正六边形.答案:正六边形 5.(原创题)已知直线m 、n 及平面α,其中m ∥n ,那么平面α内到两条直线m 、n 距离相等的点的集合可能是:(1)一条直线;(2)一个平面;(3)一个点;(4)空集.其中正确的是________.解析:如图1,当直线m 或直线n 在平面α内且m 、n 所在平面与α垂直时不可能有符合题意的点;如图2,直线m 、n 到已知平面α的距离相等且两直线所在平面与已知平面α垂直,则已知平面α为符合题意的点;如图3,直线m 、n 所在平面与已知平面α平行,则符合题意的点为一条直线.答案:(1)(2)(4)6.如图,已知平面α、β,且α∩β=l .设梯形ABCD中,AD ∥BC ,且AB ⊂α,CD ⊂β.求证:AB ,CD ,l共点(相交于一点).证明:∵梯形ABCD中,AD∥BC,∴AB,CD是梯形ABCD的两腰,∴AB,CD必定相交于一点.如图,设AB∩CD=M.又∵AB⊂α,CD⊂β,∴M∈α,且M∈β,∴M∈α∩β.又∵α∩β=l,∴M∈l,即AB,CD,l共点B组1.有以下三个命题:①平面外的一条直线与这个平面最多有一个公共点;②直线l在平面α内,可以用符号“l∈α”表示;③若平面α内的一条直线a与平面β内的一条直线b相交,则α与β相交,其中所有正确命题的序号是______________.解析:表示线与面的关系用“⊂”或“⊄”表示,故②错误.答案:①③2.(2010年黄冈调研)下列命题中正确的是________.①若△ABC在平面α外,它的三条边所在的直线分别交α于P、Q、R,则P、Q、R 三点共线;②若三条直线a、b、c互相平行且分别交直线l于A、B、C三点,则这四条直线共面;③空间中不共面的五个点一定能确定10个平面.解析:在①中,因为P、Q、R三点既在平面ABC上,又在平面α上,所以这三点必在平面ABC与α的交线上,即P、Q、R三点共线,故①正确;在②中,因为a∥b,所以a 与b确定一个平面α,而l上有A、B两点在该平面上,所以l⊂α,即a、b、l三线共面于α;同理a、c、l三线也共面,不妨设为β,而α、β有两条公共的直线a、l,∴α与β重合,即这些直线共面,故②正确;在③中,不妨设其中有四点共面,则它们最多只能确定7个平面,故③错.答案:①②3.对于空间三条直线,有下列四个条件:①三条直线两两相交且不共点②三条直线两两平行③三条直线共点④有两条直线平行,第三条直线和这两条直线都相交其中使三条直线共面的充分条件有:________.解析:易知①中的三条直线一定共面,④中两条直线平行可确定一个平面,第三条直线和这两条直线相交于两点,则第三条直线也在这个平面内,故三条直线共面.答案:①④4.(2008年高考浙江卷改编)对两条不相交的空间直线a与b,必存在平面α,使得________.①a⊂α,b⊂α②a⊂α,b∥α③a⊥α,b⊥α④a⊂α,b⊥α解析:不相交的直线a、b的位置有两种:平行或异面.当a、b异面时,不存在平面α满足①、③;又只有当a⊥b时④才成立.答案:②5.正方体AC1中,E、F分别是线段C1D、BC的中点,则直线A1B与直线EF的位置关系是________.解析:直线AB与直线外一点E确定的平面为A1BCD1,EF⊂平面A1BCD1,且两直线不平行,故两直线相交.答案:相交6.(2010年湖南郴州调研)设α,β,γ是三个不重合的平面,l是直线,给出下列四个命题:①若α⊥β,l⊥β,则l∥α;②若l⊥α,l∥β,则α⊥β;③若l上有两点到α的距离相等,则l∥α;④若α⊥β,α∥γ,则γ⊥β.其中正确命题的序号是________.解析:①错误,l可能在平面α内;②正确,l∥β,l⊂γ,β∩γ=n⇒l∥n⇒n⊥α,则α⊥β;③错误,直线可能与平面相交;④正确.故填②④.答案:②④7.(2009年高考广东卷改编)给定下列四个命题:①若一个平面内的两条直线与另一个平面平行,那么这两个平面相互平行;②若一个平面经过另一个平面的垂线,那么这两个平面相互垂直;③垂直于同一直线的两条直线相互平行;④若两个平面垂直,那么一个平面内与它们的交线不垂直的直线与另一个平面也不垂直.其中,为真命题的是________.解析:当两个平面相交时,一个平面内的两条直线可以平行于另一个平面,故①不对;由平面与平面垂直的判定定理可知②正确;空间中垂直于同一条直线的两条直线可以平行,相交也可以异面,故③不对;若两个平面垂直,只有在一个平面内与它们的交线垂直的直线才与另一个平面垂直,故④正确.答案:②④8.(2009年高考宁夏、海南卷改编)如图所示,正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1的棱长为1,线段B 1D 1上有两个动点E ,F ,且EF =22,则下列结论中错误的是________. ①AC ⊥BE②EF ∥平面ABCD③三棱锥A -BEF 的体积为定值④异面直线AE ,BF 所成的角为定值解析:∵AC ⊥平面BB 1D 1D ,又BE ⊂平面BB 1D 1D , ∴AC ⊥BE .故①正确.∵B 1D 1∥平面ABCD ,又E 、F 在直线D 1B 1上运动, ∴EF ∥平面ABCD .故②正确.③中由于点B 到直线B 1D 1的距离不变,故△BEF 的面积为定值.又点A 到平面BEF 的距离为22,故V A -BEF 为定值.当点E 在D 1处,F 为D 1B 1的中点时,建立空间直角坐标系,如图所示,可得A (1,1,0),B (0,1,0),E (1,0,1),F ⎝⎛⎭⎫12,12,1.∴A E →=(0,-1,1),B F →=(12,-12,1), ∴A E →·B F →=32.又|AE →|=2,|BF →|=62,∴cos 〈A E →,B F →〉=322·62=32, ∴AE 与BF 成30°角.当E 为D 1B 1中点,F 在B 1处时,此时E ⎝⎛⎭⎫12,12,1,F (0,1,1),∴A E →=⎝⎛⎭⎫-12,-12,1,B F →=(0,0,1), ∴A E →·B F →=1,|A E →|= 32,∴cos 〈A E →,B F →〉= 23=63≠32.故④错. 答案:④9.(2008年高考陕西卷改编)如图,α⊥β,α∩β=l ,A ∈α,B ∈β,A 、B 到l 的距离分别是a 和b ,AB 与α、β所成的角分别是θ和φ,AB 在α、β内的射影分别是m 和n.若a >b ,则θ与φ的大小关系为______,m 与n 的大小关系为______.解析:AB 与β成的角为∠ABC =φ,AB 与α成的角为∠BAD =θ,sin φ=sin ∠ABC =a |AB |,sin θ=sin ∠BAD =b |AB |. ∵a >b ,∴sin φ>sin θ.∴θ<φ.AB 在α内的射影AD =AB 2-b 2,AB 在β内的射影BC =AB 2-a 2,∴AD .BC ,即m >n .答案:θ<φ m >n10.如图,已知正方体ABCD -A1B 1C 1D 1中,E 、F分别为D 1C 1、B 1C 1的中点,AC ∩BD =P ,A 1C 1∩EF =Q ,若A 1C 交平面DBFE 于R 点,试确定R 点的位置.解:在正方体AC 1中,连结PQ ,∵Q ∈A 1C 1,∴Q ∈平面A 1C 1CA .又Q ∈EF ,∴Q ∈平面BDEF ,即Q 是平面A 1C 1CA 与平面BDEF 的公共点,同理,P 也是平面A 1C 1CA 与平面BDEF 的公共点. ∴平面A 1C 1CA ∩平面BDEF =PQ .又A 1C ∩平面BDEF =R ,∴R ∈A 1C ,∴R ∈平面A 1C 1CA ,R ∈平面BDEF .∴R 是A 1C 与PQ 的交点.如图.11.如图,在棱长为1的正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,M 为AB 的中点,N 为BB 1的中点,O 为平面BCC 1B 1的中心. (1)过O 作一直线与AN 交于P ,与CM 交于Q (只写作法,不必证明);(2)求PQ 的长.解:(1)连结ON ,由ON ∥AD 知,AD 与ON 确定一个平面α.又O 、C 、M 三点确定一个平面β(如图所示).∵三个平面α,β和ABCD 两两相交,有三条交线OP 、CM 、DA ,其中交线DA 与交线CM 不平行且共面.∴DA 与CM 必相交,记交点为Q ,∴OQ 是α与β的交线.连结OQ 与AN 交于P ,与CM 交于Q ,故直线OPQ 即为所求作的直线.(2)在Rt △APQ 中,易知AQ =1,又易知△APQ∽△OPN ,∴AP PN =AQ NO =2,AN =52,∴AP =53, ∴PQ =AQ 2+AP 2=143. 12.(2008年高考四川卷)如图,平面ABEF ⊥平面ABCD ,四边形ABEF 与ABCD 都是直角梯形,∠BAD =∠F AB =90°,BC 綊12AD ,BE 綊12F A ,G 、H 分别为F A 、FD 的中点. (1)证明:四边形BCHG 是平行四边形;(2)C 、D 、F 、E 四点是否共面?为什么?(3)设AB =BE ,证明:平面ADE ⊥平面CDE .解:(1)证明:由题设知,FG =GA ,FH =HD ,所以GH 綊12AD .又BC 綊12AD ,故GH 綊BC .所以四边形BCHG 是平行四边形. (2)C 、D 、F 、E 四点共面.理由如下:由BE 綊12AF ,G 是F A 的中点知,BE 綊GF ,所以EF ∥BG .由(1)知BG ∥CH ,所以EF ∥CH ,故EC 、FH 共面. 又点D 在直线FH 上,所以C 、D 、F 、E 四点共面.(3)证明:连结EG .由AB =BE ,BE 綊AG 及∠BAG =90°知ABEG 是正方形,故BG ⊥EA .由题设知,F A 、AD 、AB 两两垂直,故AD ⊥平面F ABE ,因此EA 是ED 在平面F ABE 内的射影.根据三垂线定理,BG ⊥ED .又ED ∩EA =E ,所以BG ⊥平面ADE .由(1)知,CH ∥BG ,所以CH ⊥平面ADE .由(2)知F ∈平面CDE ,故CH ⊂平面CDE ,得平面ADE ⊥平面CDE .第三节 平行关系A 组1.已知m 、n 是两条不同直线,α,β是两个不同平面,下列命题中的真命题是_.①如果m ⊂α,n ⊂β,m ∥n ,那么α∥β②如果m ⊂α,n ⊂β,α∥β,那么m ∥n③如果m ⊂α,n ⊂β,α∥β且m ,n 共面,那么m ∥n④如果m ∥n ,m ⊥α,n ⊥β,那么α⊥β解析:m ⊂α,n ⊂β,α∥β⇒m ,n 没有公共点.又m ,n 共面,所以m ∥n .答案:③2.已知m 、n 是不同的直线,α、β是不重合的平面,给出下列命题:①若m ∥α,则m 平行于平面α内的无数条直线;②若α∥β,m ⊂α,n ⊂β,则m ∥n ;③若m ⊥α,n ⊥β,m ∥n ,则α∥β;④若α∥β,m ⊂α,则m ∥β.其中,真命题的序号是________.(写出所有真命题的序号)解析:②中α∥β,m ⊂α,n ⊂β⇒m ∥n 或m ,n 异面,所以②错误.而其它命题都正确.答案:①③④3.(2010年苏北四市调研)给出下列关于互不相同的直线m 、l 、n 和平面α、β的四个命题:①若m ⊂α,l ∩α=A ,点A ∉m, 则l 与m 不共面;②若m 、l 是异面直线,l ∥α,m ∥α,且n ⊥l ,n ⊥m ,则n ⊥α;③若l ∥α,m ∥β,α∥β,则l ∥m ;④若l ⊂α,m ⊂α,l ∩m =A ,l ∥β,m ∥β,则α∥β.其中为真命题的是________.解析:③中若l ⊂β,m ⊂α,α∥β⇒l ∥m 或l ,m 异面,所以②错误.而其它命题都正确.答案:①②④4.(2009年高考福建卷改编)设m ,n 是平面α内的两条不同直线;l 1,l 2是平面β内的两条相交直线,则α∥β的一个充分而不必要条件是________.①m ∥β且l 1∥α ②m ∥l 1且n ∥l 2 ③m ∥β且n ∥β ④m ∥β且n ∥l 2解析:∵m ∥l 1,且n ∥l 2,又l 1与l 2是平面β内的两条相交直线,∴α∥β,而当α∥β时不一定推出m ∥l 1且n ∥l 2,可能异面.答案: ②5.(原创题)直线a ∥平面α,α内有n 条直线交于一点,则这n 条直线中与直线a 平行的直线有________条.答案:1或06.如图,ABCD为直角梯形,∠C=∠CDA=90°,AD=2BC =2CD,P为平面ABCD外一点,且PB⊥BD.(1)求证:P A⊥BD;(2)若PC与CD不垂直,求证:P A≠PD;(3)若直线l过点P,且直线l∥直线BC,试在直线l上找一点E,使得直线PC∥平面EBD.解:(1)证明:∵ABCD为直角梯形,AD=2AB=2BD,∴AB⊥BD,PB⊥BD,AB∩PB=B,AB,PB⊂平面P AB,BD⊥平面P AB,P A⊂平面P AB,∴P A⊥BD.(2)证明:假设P A=PD,取AD中点N,连结PN,BN,则PN⊥AD,BN⊥AD,AD⊥平面PNB,得PB⊥AD,又PB⊥BD,得PB⊥平面ABCD,∴PB⊥CD.又∵BC⊥CD,∴CD⊥平面PBC,∴CD⊥PC,与已知条件PC与CD不垂直矛盾.∴P A≠PD.(3)在l上取一点E,使PE=BC,连结BE,DE,∵PE∥BC,∴四边形BCPE是平行四边形,∴PC∥BE,PC⊄平面EBD,BE⊂平面EBD,∴PC∥平面EBD.B组1.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________.①若α⊥γ,α⊥β,则γ∥β②若m∥n,m⊂α,n⊂β,则α∥β③若m∥n,m∥α,则n∥α④若n⊥α,n⊥β,则α∥β解析:①错,两平面也可相交;②错,不符合面面平行的判定定理条件,需两平面内有两条相交直线互相平行;③错,直线n不一定在平面内;④由空间想象知垂直于同一直线的两平面平行,命题正确.答案:④2.已知m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,有下列4个命题:①若m∥n,n⊂α,则m∥α;②若m⊥n,m⊥α,n⊄α,则n∥α;③若α⊥β,m⊥α,n⊥β,则m⊥n;④若m,n是异面直线,m⊂α,n⊂β,m∥β,则n∥α.其中正确的命题有_.解析:对于①,m有可能也在α上,因此命题不成立;对于②,过直线n作垂直于m 的平面β,由m⊥α,n⊄α可知β与α平行,于是必有n与α平行,因此命题成立;对于③,由条件易知m平行于β或在β上,n平行于α或在α上,因此必有m⊥n;对于④,取正方体中两异面的棱及分别经过此两棱的不平行的正方体的两个面即可判断命题不成立.综上可知②③正确.答案:②③3.已知m,n是平面α外的两条直线,且m∥n,则“m∥α”是“n∥α”的________条件.解析:由于直线m,n在平面外,且m∥n,故若m∥α,则必有n∥α,反之也成立.答案:充要4.设l1,l2是两条直线,α,β是两个平面,A为一点,下列命题中正确的命题是________.①若l1⊂α,l2∩α=A,则l1与l2必为异面直线②若α⊥β,l1⊂α,则l1⊥β③l1⊂α,l2⊂β,l1∥β,l2∥α,则α∥β④若l1∥α,l2∥l1,则l2∥α或l2⊂α解析:①错,两直线可相交于点A;②错,不符合面面垂直的性质定理的条件;③错,不符合面面平行的判定定理条件;④正确,空间想象即可.答案:④5.(2010年广东深圳模拟)若a不平行于平面α,且a⊄α,则下列结论成立的是________.①α内的所有直线与a 异面 ②α内与a 平行的直线不存在 ③α内存在唯一的直线与a 平行 ④α内的直线与a 都相交解析:由题设知,a 和α相交,设a ∩α=P ,如图,在α内过点P 的直线与a 共面,①错;在α内不过点P 的直线与a 异面,④错;(反证)假设α内直线b ∥a ,∵a ⊄α,∴a ∥α,与已知矛盾,③错.答案:②6.设m 、n 是异面直线,则(1)一定存在平面α,使m ⊂α且n ∥α;(2)一定存在平面α,使m ⊂α且n ⊥α;(3)一定存在平面γ,使m 、n 到γ的距离相等;(4)一定存在无数对平面α与β,使m ⊂α,n ⊂β,且α∥β.上述4个命题中正确命题的序号为________.解析:(1)成立;(2)不成立,m 、n 不一定垂直;(3)过m 、n 公垂线段中点分别作m 、n 的平行线所确定平面到m 、n 距离就相等,(3)正确;满足条件的平面只有一对,(4)错.答案:(1)(3)7.如图,ABCD -A 1B 1C 1D 1是棱长为a 的正方体,M 、N 分别是下AP =a 3,底面的棱A 1B 1、B 1C 1的中点,P 是上底面的棱AD 上的一点,过P 、M 、N 的平面交上底面于PQ ,Q 在CD 上,则PQ =______. 答案:223a8.下列四个正方体图形中,A 、B 为正方体的两个顶点,M 、N 、P 分别为其所在棱的中点,能得出AB ∥面MNP 的图形的序号是________(写出所有符合要求的图形序号).解析:①∵面AB ∥面MNP ,∴AB ∥面MNP .②若下底面中心为O ,易知NO ∥AB ,NO ⊄面MNP ,∴AB 与面MNP 不平行. ③易知AB ∥MP ,∴AB ∥面MNP .④易知存在一直线MC ∥AB ,且MC ⊄平面MNP ,∴AB 与面MNP 不平行. 答案:①③9.如图所示,在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,E 、F 、G 、H 分别是棱CC 1、C 1D 1、D 1D 、CD 的中点,N 是BC 中点.点M 在四边形EFGH 上及其内部运动,则M 满足条件________时,有MN ∥平面B 1BDD 1.答案:M ∈FHAA 1=2,10.如图,长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,AB =1,AD =2,E 为BC 的中点,点M 为棱AA 1的中点.(1)证明:DE ⊥平面A 1AE ; (2)证明:BM ∥平面A 1ED .证明:(1)在△AED 中,AE =DE =2,AD=2, ∴AE ⊥DE .∵A1A ⊥平面ABCD , ∴A 1A ⊥DE ,∴DE ⊥平面A 1AE .(2) 设AD 的中点为N ,连结MN 、BN .在△A 1AD 中,AM =MA 1,AN =ND ,∴MN ∥A 1D , ∵BE ∥ND 且BE =ND ,∴四边形BEDN 是平行四边形, ∴BN ∥ED ,∴平面BMN ∥平面A 1ED , ∴BM ∥平面A 1ED . 11.(2010年扬州调研)在正方体ABCD -A1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是AB ,BC 的中点.(1)求证:平面B 1MN ⊥平面BB 1D 1D ;(2)若在棱DD 1上有一点P ,使BD 1∥平面PMN ,求线段DP 与PD 1的比解:(1)证明:连结AC ,则AC ⊥BD , 又M ,N 分别是AB ,BC 的中点, ∴MN ∥AC ,∴MN ⊥BD .∵ABCD -A 1B 1C 1D 1是正方体,∴BB 1⊥平面ABCD , ∵MN ⊂平面ABCD , ∴BB 1⊥MN , ∵BD ∩BB 1=B ,∴MN ⊥平面BB 1D 1D , ∵MN ⊂平面B 1MN ,∴平面B 1MN ⊥平面BB 1D 1D .(2)设MN 与BD 的交点是Q ,连结PQ ,PM ,PN ∵BD 1∥平面PMN ,BD 1⊂平面BB 1D 1D ,平面BB 1D 1D ∩平面PMN =PQ , ∴BD 1∥PQ ,∴DP ∶PD 1=DQ ∶QB =3∶1.12.如图,四边形ABCD 为矩形,BC ⊥平面ABE ,F为CE 上的点,且BF ⊥平面ACE .(1)求证:AE ⊥BE ;(2)设点M 为线段AB 的中点,点N 为线段CE 的中点.求证:MN ∥平面DAE .证明:(1)因为BC ⊥平面ABE ,AE ⊂平面ABE , 所以AE ⊥BC ,又BF ⊥平面ACE ,AE ⊂平面ACE , 所以AE ⊥BF ,又BF ∩BC =B ,所以AE ⊥平面BCE , 又BE ⊂平面BCE ,所以AE ⊥BE .(2)取DE 的中点P ,连结P A ,PN ,因为点N 为线段CE 的中点.所以PN ∥DC ,且PN =12DC ,又四边形ABCD 是矩形,点M 为线段AB 的中点,所以AM ∥DC ,且AM =12DC ,所以PN ∥AM ,且PN =AM ,故四边形AMNP 是平行四边形,所以MN ∥AP , 而AP ⊂平面DAE ,MN ⊄平面DAE ,所以MN ∥平面DAE .第四节 垂直关系A 组1.(2010年宁波十校联考)设b 、c 表示两条直线,α,β表示两个平面,则下列命题是真命题的是________.①若b ⊂α,c ∥α,则b ∥c ②若b ⊂α,b ∥c ,则c ∥α ③若c ∥α,α⊥β,则c ⊥β ④若c ∥α,c ⊥β,则α⊥β解析:①中,b ,c 亦可能异面;②中,也可能是c ⊂α;③中,c 与β的关系还可能是斜交、平行或c ⊂β;④中,由面面垂直的判定定理可知正确.答案:④2.(2010年青岛质检)已知直线l ⊥平面α,直线m ⊂平面β,下面有三个命题:①α∥β⇒l ⊥m ;②α⊥β⇒l ∥m ;③l ∥m ⇒α⊥β.则真命题的个数为________.解析:对于①,由直线l ⊥平面α,α∥β,得l ⊥β,又直线m ⊂平面β,故l ⊥m ,故①正确;对于②,由条件不一定得到l ∥m ,还有l 与m 垂直和异面的情况,故②错误;对于③,显然正确.故正确命题的个数为2.答案:2个3.(2009年高考山东卷改编)已知α、β表示两个不同的平面,m 为平面α内的一条直线,则“α⊥β ”是“m ⊥β ”的________条件.解析:由平面与平面垂直的判定定理知如果m 为平面α内的一条直线,m ⊥β,则α⊥β,反过来则不一定.所以“α⊥β”是“m ⊥β”的必要不充分条件.答案:必要不充分4.(2009年高考浙江卷)如图,在长方形ABCD 中,AB =2,BC =1,E 为DC 的中点,F 为线段EC (端点除外)上一动点.现将△AFD 沿AF 折起,使平面ABD ⊥平面ABC .在平面ABD 内过点D 作DK ⊥AB ,K 为垂足.设AK =t ,则t 的取值范围是________.解析:如图,过D 作DG ⊥AF ,垂足为G ,连结GK ,∵平面ABD ⊥平面ABC ,又DK ⊥AB , ∴DK ⊥平面ABC ,∴DK ⊥AF .∴AF ⊥平面DKG ,∴AF ⊥GK .容易得到,当F 接近E 点时,K 接近AB 的中点,当F范围是(12,接近C 点时,K 接近AB 的四等分点.∴t 的取值1).答案:(12,1)5.(原创题)已知a 、b 为两条不同的直线,α、β为两个不同的平面,且a ⊥α,b ⊥β,则下列命题中假命题的有________.①若a ∥b ,则α∥β;②若α⊥β,则a ⊥b ;③若a 、b 相交,则α、β相交;④若α、β相交,则a ,b 相交.解析:若α、β相交,则a 、b 既可以是相交直线,也可以是异面直线. 答案:④6.(2009年高考山东卷)如图,在直四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 为等腰梯形,AB ∥CD ,AB =4,BC =CD =2,AA 1=2,E ,E 1分别是棱AD ,AA 1的中点.(1)设F 是棱AB 的中点,证明:直线EE 1∥平面FCC 1;(2)证明:平面D 1AC ⊥平面BB 1C 1C .证明:(1)法一:取A 1B 1的中点为F 1,连结FF 1,C 1F 1. 由于FF 1∥BB 1∥CC 1,所以F 1∈平面FCC 1.因此平面FCC 1即为平面C 1CFF 1.。
高中立体几何基础知识点全集(图文并茂).第一篇:高中立体几何基础知识点全集(图文并茂).立体几何知识点整理姓名:一.直线和平面的三种位置关系: 1.线面平行 l 符号表示: 2.线面相交符号表示:3.线在面内符号表示: 二.平行关系: 1.线线平行: 方法一:用线面平行实现。
m l m l l // // ⇒⎪⎪⎪⎪⎪ = ⋂⊂βαβα方法二:用面面平行实现。
m l m l // // ⇒⎪⎪⎪⎪⎪ = ⋂ = ⋂βγα γ β α方法三:用线面垂直实现。
若α α⊥ ⊥m l , ,则 m l //。
方法四:用向量方法: 若向量和向量共线且 l、l //。
2.线面平行: 方法一:用线线平行实现。
α α α// //不重合, 则 m ml l m m l ⇒⎪⎪⎪⎪⎪⊄⊂方法二:用面面平行实现。
α β β α //// l l ⇒⎪⎪⎪⊂方法三:用平面法向量实现。
若 n 为平面α的一个法向量, l n ⊥且α⊄ l , 则α // l。
3.面面平行: 方法一:用线线平行实现。
βαα β // ' , ' , ' // ' // ⇒⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⊂⊂且相交且相交 m lm l m m l l 方法二:用线面平行实现。
βαβ α α // , // // ⇒⎪⎪⎪⎪⎪⊂且相交m l m l 三.垂直关系: 1.线面垂直: 方法一:用线线垂直实现。
αα ⊥⇒⎪⎪⎪⎪⎪⎪⎪⊂ = ⋂⊥ ⊥ l AB AC A AB AC AB l AC l , m l方法二:用面面垂直实现。
αββαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎪⎪⊂⊥=⋂⊥l l m l m , 2.面面垂直: 方法一:用线面垂直实现。
βαβα⊥⇒⎭⎪⎪⊂⊥l l 方法二:计算所成二面角为直角。
3.线线垂直: 方法一:用线面垂直实现。
m l m l ⊥⇒⎭⎪⎪⊂⊥αα方法二:三垂线定理及其逆定理。
PO l OA l PA l αα⊥⎪⎪⊥⇒⊥⎪⎪⊂⎭方法三:用向量方法: 若向量和向量的数量积为 0,则m l ⊥。
立体几何知识点一.基本概念和原理:1.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的点都在这个平面内。
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。
公理3:过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。
推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,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。
公理4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。
如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。
异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。
两异面直线所成的角:范围为( 0°,90° ) esp.空间向量法两异面直线间距离: 公垂线段(有且只有一条) esp.空间向量法2平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
esp.空间向量法(找平面的法向量)(规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°])斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直。
a和一个平面内的任意一条直线都垂直,就说直线a和平面互相垂直.直线a叫平面的垂线,平面叫做直线a的垂面。
直,那么这条直线垂直于这个平面。
如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
行,那么这条直线和这个平面平行。
如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
面,那么这两个平面平行。
如果两个平行平面同时和第三个平面相交,则交线平行。
8.(1)二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。
立体几何知识点一.根本概念和原理:1.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的点都在这个平面内。
公理2:如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条通过这个点的公共直线。
公理3:过不在同一条直线上的三个点,有且只有一个平面。
推论1: 经过一条直线和这条直线外一点,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。
公理4 :平行于同一条直线的两条直线互相平行。
如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等。
异面直线判定定理:用平面内一点与平面外一点的直线,与平面内不经过该点的直线是异面直线。
两异面直线所成的角:范围为( 0°,90° ) esp.空间向量法两异面直线间距离: 公垂线段(有且只有一条) esp.空间向量法2平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角。
esp.空间向量法(找平面的法向量)〔规定:a、直线与平面垂直时,所成的角为直角,b、直线与平面平行或在平面内,所成的角为0°角由此得直线和平面所成角的取值范围为[0°,90°]〕斜线与平面所成的角是斜线与该平面内任一条直线所成角中的最小角如果平面内的一条直线,与这个平面的一条斜线的射影垂直,那么它也与这条斜线垂直。
a和一个平面内的任意一条直线都垂直,就说直线a和平面互相垂直.直线a叫平面的垂线,平面叫做直线a的垂面。
直,那么这条直线垂直于这个平面。
如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。
如果一条直线和一个平面没有公共点,那么我们就说这条直线和这个平面平行。
行,那么这条直线和这个平面平行。
如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,那么这条直线和交线平行。
面,那么这两个平面平行。
行。
8.〔1〕二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。
二面角的取值范围为[0°,180°]〔2〕二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为端点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫做二面角的平面角。
可编辑修改精选全文完整版立体几何知识点整理姓名:一.直线和平面的三种位置关系:1. 线面平行l符号表示:2. 线面相交符号表示:3. 线在面内符号表示:二.平行关系:1.线线平行:方法一:用线面平行实现。
mlmll////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂⊂βαβα方法二:用面面平行实现。
mlml////⇒⎪⎭⎪⎬⎫=⋂=⋂βγαγβα方法三:用线面垂直实现。
若αα⊥⊥ml,,则ml//。
方法四:用向量方法:若向量l和向量m共线且l、m不重合,则ml//。
2.线面平行:方法一:用线线平行实现。
ααα////llmml⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊄⊂方法二:用面面平行实现。
αββα////ll⇒⎭⎬⎫⊂方法三:用平面法向量实现。
若n为平面α的一个法向量,ln⊥且α⊄l,则α//l。
3.面面平行:方法一:用线线平行实现。
βααβ//',','//'//⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊂⊂且相交且相交mlmlmmll方法二:用线面平行实现。
βαβαα//,////⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂且相交mlml三.垂直关系:mlα1. 线面垂直:方法一:用线线垂直实现。
αα⊥⇒⎪⎪⎭⎪⎪⎬⎫⊂=⋂⊥⊥l AB AC A AB AC AB l ACl ,方法二:用面面垂直实现。
αββαβα⊥⇒⎪⎭⎪⎬⎫⊂⊥=⋂⊥l l m l m ,2. 面面垂直:方法一:用线面垂直实现。
βαβα⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥l l方法二:计算所成二面角为直角。
3. 线线垂直:方法一:用线面垂直实现。
m l m l ⊥⇒⎭⎬⎫⊂⊥αα方法二:三垂线定理及其逆定理。
PO l OA l PA l αα⊥⎫⎪⊥⇒⊥⎬⎪⊂⎭方法三:用向量方法:若向量l 和向量m 的数量积为0,则m l ⊥。
三.夹角问题。
(一) 异面直线所成的角: (1) 范围:]90,0(︒︒ (2)求法: 方法一:定义法。
步骤1:平移,使它们相交,找到夹角。
步骤2:解三角形求出角。
(常用到余弦定理) 余弦定理:abcb a 2cos 222-+=θ(计算结果可能是其补角)方法二:向量法。
专题一证明平行垂直问题题型一证明平行关系(1)如图所示,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,M,N分别是C1C,B1C1的中点.求证:MN∥平面A1BD。
(2)在正方体AC1中,M,N,E,F分别是A1B1,A1D1,B1C1,C1D1的中点,求证:平面AMN∥平面EFDB.思考题1(1)如图所示,平面PAD⊥平面ABCD,ABCD为正方形,△PAD是直角三角形,且PA=AD=2,E,F,G分别是线段PA,PD,CD的中点,求证:平面EFG∥平面PBC.(2)如图,在四面体A-BCD中,AD⊥平面BCD,BC⊥CD,AD=2,BD=22,M是AD的中点,P是BM的中点,点Q在线段AC上,且AQ=3QC.求证:PQ∥平面BCD。
题型二证明垂直关系(微专题)微专题1:证明线线垂直(1)已知空间四边形OABC中,M为BC中点,N为AC中点,P为OA中点,Q为OB中点,若AB=OC。
求证:PM⊥QN.(2)(2019·山西太原检测)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1=AB=AC=1,E,F分别是CC1,BC的中点,AE⊥A1B1,D为棱A1B1上的点,求证:DF⊥AE。
微专题2:证明线面垂直(3)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,求证:BD1⊥平面ACB1.(4)(2019·河南六市一模)在如图所示的几何体中,ABC-A1B1C1为三棱柱,且AA1⊥平面ABC,四边形ABCD为平行四边形,AD=2CD,∠ADC=60°.若AA1=AC,求证:AC1⊥平面A1B1CD。
微专题3:证明面面垂直(5)已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是BB1,CD的中点,求证:平面DEA⊥平面A1FD1.(6)如图,四边形ABCD为正方形,PD⊥平面ABCD,PD∥QA,QA=AB=错误!PD,求证:平面PQC⊥平面DCQ。
思考题2(1)(2019·北京东城区模拟)如图,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点,作EF⊥BP交BP于点F,求证:PB⊥平面EFD。
高中数学《立体几何》专题复习 三1.(2017·唐山模拟)正三棱锥的高和底面边长都等于6,则其外接球的表面积为( ) A .64π B .32π C .16π D .8π答案 A解析 如图,作PM ⊥平面ABC 于点M ,则球心O 在PM 上,PM =6,连接AM ,AO ,则OP =OA =R(R 为外接球半径),在Rt △OAM 中,OM =6-R ,OA =R ,又AB =6,且△ABC 为等边三角形,故AM =2362-32=23,则R 2-(6-R)2=(23)2,则R =4,所以球的表面积S =4πR 2=64π.2.已知各顶点都在一个球面上的正四棱柱高为4,体积为16,则这个球的表面积是( ) A .16π B .20π C .24π D .32π答案 C解析 由V =Sh ,得S =4,得正四棱柱底面边长为2.画出球的轴截面可得,该正四棱柱的对角线即为球的直径,所以球的半径为R =1222+22+42= 6.所以球的表面积为S =4πR 2=24π.故选C.3.若一个正方体的体积是8,则这个正方体的内切球的表面积是( ) A .8π B .6π C .4π D .π答案 C解析 设正方体的棱长为a ,则a 3=8.因此内切球直径为2,∴S 表=4πr 2=4π.4.(2017·课标全国Ⅲ)已知圆柱的高为1,它的两个底面的圆周在直径长为2的同一个球的球面上,则该圆柱的体积为( ) A .π B.3π4 C.π2 D.π4 答案 B解析 根据已知球的半径长是1,圆柱的高是1,如图,所以圆柱的底面半径r =22-122=32,所以圆柱的体积V =πr 2h =π×(32)2×1=34π.故选B. 5.(2018·安徽合肥模拟)已知球的直径SC =6,A ,B 是该球球面上的两点,且AB =SA =SB =3,则三棱锥S -ABC 的体积为( ) A.324B.924 C.322 D.922答案 D解析 设该球球心为O ,因为球的直径SC =6,A ,B 是该球球面上的两点,且AB =SA =SB =3,所以三棱锥S -OAB 是棱长为3的正四面体,其体积V S -OAB =13×12×3×332×6=924,同理V O -ABC =924,故三棱锥S -ABC 的体积V S -ABC =V S -OAB +V O -ABC =922,故选D.6.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.3172B .210 C.132 D .310 答案 C解析 如图,由球心作平面ABC 的垂线,则垂足为BC 的中点M. 又AM =12BC =52,OM =12AA 1=6,所以球O 的半径R =OA =(52)2+62=132. 7.(2018·广东惠州一模)已知一个水平放置的各棱长均为4的三棱锥形容器内有一小球O(质量忽略不计),现从该三棱锥形容器的顶端向内注水,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.76π B.43πC.23π D.12π 答案 C解析 由题知,没有水的部分的体积是三棱锥形容器的体积的18,三棱锥形容器的体积为13·34·42·63·4=1623,所以没有水的部分的体积为223.设其棱长为a ,则其体积为13×34a 2×63a =223,∴a =2,设小球的半径为r ,则4×13×3×r =223,解得r =66,∴球的表面积为4π×16=23π,故选C.8.如图,ABCD -A 1B 1C 1D 1是棱长为1的正方体,S -ABCD 是高为1的正四棱锥,若点S ,A 1,B 1,C 1,D 1在同一个球面上,则该球的体积为( ) A.25π16 B.49π16 C.81π16 D.243π128答案 C解析 如图所示,O 为球心,设OG 1=x ,则OB 1=SO =2-x ,同时由正方体的性质可知B 1G 1=22,则在Rt △OB 1G 1中,OB 12=G 1B 12+OG 12,即(2-x)2=x 2+(22)2,解得x =78,所以球的半径R =OB 1=98,所以球的表面积S =4πR 2=81π16,故选C. 9.(2018·郑州质检)四棱锥P -ABCD 的五个顶点都在一个球面上,该四棱锥的三视图如图所示,E ,F 分别是棱AB ,CD 的中点,直线EF 被球面所截得的线段长为22,则该球的表面积为( )A .9πB .3πC .22πD .12π答案 D解析 该几何体的直观图如图所示,该几何体可看作由正方体截得,则正方体外接球的直径即为PC.由直线EF 被球面所截得的线段长为22,可知正方形ABCD 对角线AC 的长为22,可得正方形ABCD 的边长a =2,在△PAC 中,PC =22+(22)2=23,球的半径R =3,∴S 表=4πR 2=4π×(3)2=12π.10.(2014·湖南)一块石材表示的几何体的三视图如图所示.将该石材切削、打磨,加工成球,则能得到的最大球的半径等于( )A .1B .2C .3D .4答案 B解析 此几何体为一直三棱柱,底面是边长为6,8,10的直角三角形,侧棱为12,故其最大球的半径为底面直角三角形内切圆的半径,故其半径为r =12×(6+8-10)=2,故选B.11.(2017·天津)已知一个正方体的所有顶点在一个球面上,若这个正方体的表面积为18,则这个球的体积为________. 答案 92π解析 设正方体的棱长为a ,则6a 2=18,得a =3,设该正方体外接球的半径为R ,则2R =3a =3,得R =32,所以该球的体积为43πR 3=43π(32)3=92π.12.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=________.答案63π解析 设正四面体的棱长为a ,则正四面体的表面积为S 1=4·34·a 2=3a 2,其内切球半径为正四面体高的14,即r =14·63a =612a ,因此内切球表面积为S 2=4πr 2=πa 26,则S 1S 2=3a 2π6a 2=63π. 13.已知一圆柱内接于球O ,且圆柱的底面圆的直径与母线长均为2,则球O 的表面积为________. 答案 8π解析 圆柱的底面圆的直径与母线长均为2,所以球的直径为22+22=8=22,即球半径为2,所以球的表面积为4π×(2)2=8π.14.(2017·衡水中学调研卷)已知正三棱锥P -ABC ,点P ,A ,B ,C 都在半径为3的球面上,若PA ,PB ,PC 两两相互垂直,则球心到截面ABC 的距离为________. 答案33解析 方法一:先在一个正方体中找一个满足条件的正三棱锥,再利用正方体的性质解题.如图,满足题意的正三棱锥P -ABC 可以是正方体的一部分,其外接球的直径是正方体的体对角线,且面ABC 与体对角线的交点是体对角线的一个三等分点,所以球心到平面ABC 的距离等于体对角线长的16,故球心到截面ABC 的距离为16×23=33.方法二:用等体积法:V P -ABC =V A -PBC 求解).15.(2018·四川成都诊断)已知一个多面体的三视图如图所示,其中正视图与侧视图都是直角边长为1的等腰直角三角形,俯视图是边长为1的正方形,若该多面体的顶点都在同一个球面上,则该球的表面积为________.答案3π解析由三视图知几何体为四棱锥,且四棱锥的一条侧棱垂直于底面,高等于1,其底面是边长为1的正方形,∴四棱锥的外接球即是边长为1的正方体的外接球,∴外接球的直径为3,∴外接球的表面积S=4π×(32)2=3π.16.(2018·河北唐山模拟)已知矩形ABEF所在的平面与矩形ABCD所在平面互相垂直,AD=2,AB=3,AF=332,M为EF的中点,则多面体M-ABCD的外接球的表面积为________.答案16π解析记多面体M-ABCD的外接球的球心为O,如图,过点O分别作平面ABCD和平面ABEF的垂线,垂足分别为Q,H,连接MH并延长,交AB于点N,连接OM,NQ,AQ,设球O的半径为R,球心到平面ABCD的距离为d,即OQ=d,∵矩形ABEF所在的平面与矩形ABCD所在的平面互相垂直,AF=332,M为EF的中点,∴MN=332,∴AN=NB=32,NQ=1,∴R2=(4+92)2+d2=12+(332-d)2,∴d=32,R2=4,∴多面体M-ABCD的外接球的表面积为4πR2=16π.1.(2017·课标全国Ⅱ,文)长方体的长,宽,高分别为3,2,1,其顶点都在球O的球面上,则球O的表面积为________.答案14π解析依题意得,长方体的体对角线长为32+22+12=14,记长方体的外接球的半径为R,则有2R=14,R=142,因此球O的表面积等于4πR2=14π.2.(2018·湖南长沙一中模拟)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗实线及粗虚线画出的是某多面体的三视图,则该多面体外接球的表面积为()A .8π B.25π2C .12π D.41π4答案 D解析 根据三视图得出,几何体是正方体中的一个四棱锥O -ABCD ,正方体的棱长为2,A ,D 为所在棱的中点.根据几何体可以判断,球心应该在过A ,D 的平行于正方体底面的中截面上,设球心到平面BCO的距离为x ,则到AD 的距离为2-x ,所以R 2=x 2+(2)2,R 2=12+(2-x)2,解得x =34,R=414,该多面体外接球的表面积为4πR 2=414π,故选D. 3.(2014·陕西,理)已知底面边长为1,侧棱长为2的正四棱柱的各顶点均在同一个球面上,则该球的体积为( ) A.32π3B .4πC .2π D.4π3答案 D解析 因为该正四棱柱的外接球的半径是四棱柱体对角线的一半,所以半径r =1212+12+(2)2=1,所以V 球=4π3×13=4π3.故选D.4.(2018·洛阳统一考试)如图是某几何体的三视图,则该几何体的外接球的表面积为( )A .200πB .150πC .100πD .50π答案 D解析 由三视图知,该几何体可以由一个长方体截去3个角后得到,该长方体的长、宽、高分别为5、4、3,所以其外接球半径R 满足2R =42+32+52=52,所以该几何体的外接球的表面积为S =4πR 2=4π×(522)2=50π,故选D.5.(2018·广东清远三中月考)某一简单几何体的三视图如图所示,则该几何体的外接球的表面积是( )A .13πB .16πC .25πD .27π答案 C解析 由三视图可知该几何体是底面为正方形的长方体,底面对角线为4,高为3,设外接球半径为r ,则2r =(22)2+(22)2+32=5,∴r =52,∴长方体外接球的表面积S =4πr 2=25π.6.(2018·福建厦门模拟)已知球O 的半径为R ,A ,B ,C 三点在球O 的球面上,球心O 到平面ABC 的距离为32R ,AB =AC =BC =23,则球O 的表面积为( ) A.163π B .16π C.643π D .64π答案 D解析 因为AB =AC =BC =23,所以△ABC 为正三角形,其外接圆的半径r =232sin60°=2,设△ABC 外接圆的圆心为O 1,则OO 1⊥平面ABC ,所以OA 2=OO 12+r 2,所以R 2=(32R)2+22,解得R 2=16,所以球O 的表面积为4πR 2=64π,故选D.7.(2018·四川广元模拟)如图,边长为2的正方形ABCD 中,点E ,F 分别是AB ,BC 的中点,将△ADE ,△EBF ,△FCD 分别沿DE ,EF ,FD 折起,使得A ,B ,C 三点重合于点A ′,若四面体A ′EFD 的四个顶点在同一个球面上,则该球的半径为________.答案62解析 由题意可知△A ′EF 是等腰直角三角形,且A ′D ⊥平面A ′EF.由于△A ′EF 可以补全为边长为1的正方形,则该四面体必能补全为长、宽、高分别为1,1,2的正四棱柱,三棱锥的外接球与正四棱柱的外接球是同一个球,易知正四棱柱的外接球的直径为12+12+22= 6.故球的半径为62. 8.(2017·德州模拟)一个几何体的三视图如图所示,其中正视图和侧视图是腰长为1的两个全等的等腰直角三角形,该几何体的体积是________;若该几何体的所有顶点在同一球面上,则球的表面积是________.答案 133π解析 由三视图知该几何体是底面为1的正方形,高为1的四棱锥,故体积V =13×1×1×1=13,该几何体与棱长为1的正方体具有相同的外接球,外接球直径为3,该球表面积S =4π×(32)2=3π,正方体、长方体的体对角线即为外接球的直径.。
高中数学《立体几何》专题复习一1.(2018·安徽东至二中段测)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()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、两个圆锥答案 D解析把等腰梯形分割成两个直角三角形和一个矩形,由旋转体的定义可知所得几何体包括一个圆柱、两个圆锥.故选D.2.以下关于几何体的三视图的论述中,正确的是()A.正方体的三视图是三个全等的正方形B.球的三视图是三个全等的圆C.水平放置的正四面体的三视图都是正三角形D.水平放置的圆台的俯视图是一个圆答案 B解析画几何体的三视图要考虑视角,但对于球无论选择怎样的视角,其三视图总是三个全等的圆.3.如图所示,几何体的正视图与侧视图都正确的是()答案 B解析侧视时,看到一个矩形且不能有实对角线,故A,D排除.而正视时,有半个平面是没有的,所以应该有一条实对角线,且其对角线位置应为B中所示,故选B.4.一个几何体的三视图如图,则组成该几何体的简单几何体为()A.圆柱和圆锥B.正方体和圆锥C.四棱柱和圆锥D.正方体和球答案 C5.(2018·沧州七校联考)三棱锥S-ABC及其三视图中的正视图和侧视图如图所示,则棱SB 的长为()A.16 3 B.38C.4 2 D.211答案 C解析由已知中的三视图可得SC⊥平面ABC,且底面△ABC为等腰三角形.在△ABC中,AC=4,AC边上的高为23,所以BC=4.在Rt△SBC中,由SC=4,可得SB=4 2. 6.(2017·衡水中学调研卷)已知一个四棱锥的高为3,其底面用斜二侧画法所画的水平放置的直观图是一个边长为1的正方形,则此四棱锥的体积为()A.2 2 B.6 2C.1 D. 2答案 A解析因为底面用斜二侧画法所画的水平放置的直观图是一个边长为1的正方形,所以在直角坐标系中,底面是边长为1和3的平行四边形,且平行四边形的一条对角线垂直于平行四边形的短边,此对角线的长为22,所以该四棱锥的体积为V=13×22×1×3=2 2.7.(2018·四川泸州模拟)一个正四棱锥的所有棱长均为2,其俯视图如图所示,则该正四棱锥的正视图的面积为()A. 2B. 3C.2 D.4答案 A解析由题意知,正视图是底边长为2,腰长为3的等腰三角形,其面积为12×2×(3)2-1= 2.8.(2018·湖南郴州模拟)一只蚂蚁从正方体ABCD-A1B1C1D1的顶点A出发,经正方体的表面,按最短路线爬行到顶点C1的位置,则下列图形中可以表示正方体及蚂蚁最短爬行路线的正视图的是()A.①②B.③④C.①③D.②④答案 D解析由点A经正方体的表面,按最短路线爬行到达顶点C1的位置,共有6种路线(对应6种不同的展开方式),若把平面ABB1A1和平面BCC1B1展到同一个平面内,连接AC1,则AC1是最短路线,且AC1会经过BB1的中点,此时对应的正视图为②;若把平面ABCD和平面CDD1C1展到同一个平面内,连接AC1,则AC1是最短路线,且AC1会经过CD的中点,此时对应的正视图为④.而其他几种展开方式对应的正视图在题中没有出现.故选D.9.某几何体的正视图和侧视图均如图所示,则该几何体的俯视图不可能是()答案 D解析依题意,此几何体为组合体,若上、下两个几何体均为圆柱,则俯视图为A;若上边的几何体为正四棱柱,下边几何体为圆柱,则俯视图为B;若上边的几何体为底面为等腰直角三角形的直三棱柱,下边的几何体为正四棱柱时,俯视图为C;若俯视图为D,则正视图中还有一条虚线,故该几何体的俯视图不可能是D,故选D.10.(2018·江西上馓质检)点M,N分别是正方体ABCD-A1B1C1D1的棱A1B1,A1D1的中点,用过平面AMN和平面DNC1的两个截面截去正方体的两个角后得到的几何体如图,则该几何体的正(主)视图,侧(左)视图、俯视图依次为()A.①②③B.②③④C.①③④D.②④③答案 B解析由直视图可知,该几何体的正(主)视图、侧(左)视图、俯视图依次为②③④,故选B. 11.(2018·四川宜宾期中)某几何体的三视图如图所示,则该几何体最长棱的长度为()A.4 B.3 2C.2 2 D.2 3答案 D解析由三视图可知,该几何体为如图所示的四棱锥P-ABCD,由图可知其中最长棱为PC,因为PB2=PA2+AB2=22+22=8,所以PC2=PB2+BC2=8+22=12,则PC=23,故选D.12.(2018·北京东城区期末)在空间直角坐标系O-xyz中,一个四面体的顶点坐标分别为(0,0,2),(2,2,0),(0,2,0),(2,2,2).画该四面体三视图中的正视图时,以xOz平面为投影面,则得到的正视图可以为()答案 A解析设S(2,2,2),A(2,2,0),B(0,2,0),C(0,0,2),则此四面体S-ABC如图①所示,在xOz平面的投影如图②所示.其中S′是S在xOz平面的投影,A′是A在xOz平面的投影,O是B在xOz平面的投影,SB 在xOz平面的投影是S′O,并且是实线,CA在xOz平面的投影是CA′,且是虚线,如图③. 13.(2018·江西宜春模拟)某四面体的三视图如图所示,正视图、俯视图都是腰长为2的等腰直角三角形,侧视图是边长为2的正方形,则此四面体的四个面中面积最大为()A.2 2 B.4C.2 3 D.2 6答案 C解析由三视图知该几何体为棱锥S-ABD,其中SC⊥平面ABCD,将其放在正方体中,如图所示.四面体S-ABD的四个面中△SBD的面积最大,三角形SBD是边长为22的等边三角形,所以此四面体的四个面中面积最大为34×8=2 3.故选C.14.(2018·江苏张家港一模)若将一个圆锥侧面沿一条母线剪开,其展开图是半径为2 cm的半圆,则该圆锥的高为________cm.答案 3解析设圆锥的底面圆半径为r cm,则2πr=2π,解得r=1 cm,∴h=22-1= 3 cm. 15.(2018·成都二诊)已知正四面体的俯视图如图所示,其中四边形ABCD是边长为2的正方形,则这个四面体的正视图的面积为________.答案2 2解析由俯视图可得,原正四面体AMNC可视作是如图所示的正方体的一内接几何体,则该正方体的棱长为2,正四面体的正视图为三角形,其面积为12×2×22=2 2.16.(2018·上海长宁区、嘉定区质检)如图,已知正三棱柱的底面边长为2,高为5,一质点自A点出发,沿着三棱柱的侧面绕行两周到达A1点的最短路线的长为________.答案13解析将正三棱柱ABC-A1B1C1沿侧棱AA1展开,再拼接一次,如图所示,在展开图中,最短距离是六个矩形形成的大矩形对角线的长度,也即为三棱柱的侧面上所求距离的最小值.由已知求得矩形的长等于6×2=12,宽等于5,由勾股定理得d=122+52=13.17.某几何体的正(主)视图和侧(左)视图如图1,它的俯视图的直观图是矩形O1A1B1C1如图2,其中O1A1=6,O1C1=2,则该几何体的侧面积为________.答案96解析由俯视图的直观图可得y轴与C1B1交于D1点,O1D1=22,故OD=42,俯视图是边长为6的菱形,则该几何体是直四棱柱,侧棱长为4,则侧面积为6×4×4=96. 1.(课本习题改编)如图为一个几何体的三视图,则该几何体是()A.四棱柱B.三棱柱C.长方体D.三棱锥答案 B解析由几何体的三视图可知,该几何体的直观图如图所示,即为一个平放的三棱柱.2.(2018·山东泰安模拟)某三棱锥的三视图如图所示,其侧视图为直角三角形,则该三棱锥最长的棱长等于()A.4 2 B.34C.41 D.5 2答案 C解析根据几何体的三视图,得该几何体是底面为直角三角形,有两个侧面垂直于底面,高为5的三棱锥,最长的棱长等于25+16=41,故选C.3.(2018·安徽毛坦厂中学月考)已知一个几何体的三视图如图所示,则这个几何体的直观图是()答案 C解析A项中的几何体,正视图不符,侧视图也不符,俯视图中没有虚线;B项中的几何体,俯视图中不出现虚线;C项中的几何体符合三个视图;D项中的几何体,正视图不符.故选C.4.(2017·山东德州质检)如图是正方体截去阴影部分所得的几何体,则该几何体的侧视图是()答案 C解析此几何体的侧视图是从左边往右边看,故其侧视图应选C.5.(2017·广东汕头中学摸底)如图是一正方体被过棱的中点M,N,顶点A及过N,顶点D,C1的两个截面截去两角后所得的几何体,该几何体的正视图是()答案 B6.(2017·贵州七校联考)如图所示,四面体ABCD的四个顶点是长方体的四个顶点(长方体是虚拟图形,起辅助作用),则四面体ABCD的三视图是(用①②③④⑤⑥代表图形)()A.①②⑥B.①②③C.④⑤⑥D.③④⑤答案 B解析正视图应该是边长为3和4的矩形,其对角线左下到右上是实线,左上到右下是虚线,因此正视图是①;侧视图应该是边长为5和4的矩形,其对角线左上到右下是实线,左下到右上是虚线,因此侧视图是②;俯视图应该是边长为3和5的矩形,其对角线左上到右下是实线,左下到右上是虚线,因此俯视图是③,故选B.7.(2014·课标全国Ⅰ)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的是一个几何体的三视图,则这个几何体是()A.三棱锥B.三棱柱C.四棱锥D.四棱柱答案 B解析由题知,该几何体的三视图为一个三角形,两个四边形,经分析可知该几何体为三棱柱,故选B.8.用一个平行于水平面的平面去截球,得到如图所示的几何体,则它的俯视图是()答案 B解析D项为主视图或者侧视图,俯视图中显然应有一个被遮挡的圆,所以内圆是虚线,故选B.9.底面水平放置的正三棱柱的所有棱长均为2,当其正(主)视图有最大面积时,其侧(左)视图的面积为()A.2 3 B.3C. 3 D.4答案 A解析当正视图面积最大时,侧视图是一个矩形,一个边长为2,另一边长是三棱柱底面三角形的高为3,故侧视图面积为2 3.10.(2015·北京,文)某四棱锥的三视图如图所示,该四棱锥最长棱的棱长为()A.1 B. 2C. 3 D.2答案 C解析将三视图还原成几何体的直观图,如图,由三视图可知,底面ABCD是边长为1的正方形,SB⊥底面ABCD,SB=AB=1,由勾股定理可得SA=SC=2,SD=SB2+DB2=1+2=3,故四棱锥中最长棱的棱长为 3.故选C. 11.(2017·南昌模拟)若一几何体的正视图与侧视图均为边长为1的正方形,则下列图形一定不是该几何体的俯视图的是()答案 D解析 若该几何体的俯视图为选项D ,则其正视图为长方形,不符合题意,故选D. 12.某几何体的正视图与侧视图如图所示,若该几何体的体积为13,则该几何体的俯视图可以是( )答案 D解析 通过分析正视图和侧视图,结合该几何体的体积为13,可知该几何体的底面积应为1,因为符合底面积为1的选项仅有D 选项,故该几何体为一个四棱锥,其俯视图为D. 13.(2018·兰州诊断考试)某几何体的三视图如图所示,且该几何体的体积是3,则正视图中x 的值是( )A .2 B.92 C.32 D .3答案 D解析 由三视图知,该几何体是四棱锥,底面是一个直角梯形,底面积S =12×(1+2)×2=3,高h =x ,所以其体积V =13Sh =13×3x =3,解得x =3,故选D.14.某几何体的三视图如图所示,则该几何体中,最大侧面的面积为( )A.12B.22C.52D.62答案 C解析 由三视图知,该几何体的直观图如图所示.平面AED ⊥平面BCDE ,四棱锥A -BCDE 的高为1.四边形BCDE 是边长为1的正方形,则S △AED =12×1×1=12,S △ABC =S △ABE =12×1×2=22,S △ACD =12×1×5=52,故选C.15.(2017·山东师大附中月考)如图是各棱长均为2的正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的直观图,则此三棱柱侧视图的面积为________. 答案 2 3解析 依题意,得此三棱柱的侧视图是边长分别为2,3的矩形BB 1D 1D ,故其面积是2 3.16.(2017·北京西城区期末)已知一个正三棱柱的所有棱长均相等,其侧(左)视图如图所示,那么此三棱柱正(主)视图的面积为________. 答案 2 3解析 由正三棱柱三视图还原直观图可得正(主)视图是一个矩形,其中一边的长是侧(左)视图中三角形的高,另一边是棱长.因为侧(左)视图中三角形的边长为2,所以高为3,所以正视图的面积为2 3.17.用小立方块搭一个几何体,使它的正视图和俯视图如图所示,则它最多需要______个小立方块.答案14解析本题考查了三视图的有关知识.需要小立方块最多则:第一层最多6个,第二层最多5个,第三层最多3个,故最多用14个.18.(2017·湖南株洲质检)已知底面为正方形的四棱锥,其一条侧棱垂直于底面,那么该四棱锥的三视图可能是下列各图中的()答案 C解析通过对以下四个四棱锥的三视图对照可知,只有选项C是符合要求.。
立体几何一1.三个公理和三条推论:(1)公理1:一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线上的所有的点都在这个平面内。
这是判断直线在平面内的常用方法。
(2)公理2:经过不在同一直线上的三点有且只有一个平面。
推论1:经过直线和直线外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。
公理2和三个推论是确定平面的依据。
(3)公理3、如果不重合的两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过这个点的公共直线。
这是判断几点共线(证这几点是两个平面的公共点)和三条直线共点(证其中两条直线的交点在第三条直线上)的方法之一。
如(1)在空间四点中,三点共线是四点共面的_____条件 (2)给出命题:①若A ∈l ,A ∈α,B ∈l ,B ∈α,则 l ⊂α;②若A ∈α,A ∈β,B ∈α,B ∈β,则α∩β=AB ;③若l ⊄α ,A ∈l ,则A ∉α ④若A 、B 、C ∈α,A 、B 、C ∈β,且A 、B 、C 不共线,则α与β重合。
上述命题中,真命题是_____;(3)长方体中ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=8,BC=6,在线段BD ,A 1C 1上各有一点P 、Q ,在PQ 上有一点M ,且PM=MQ ,则M 点的轨迹图形的面积为_______2.直观图与三视图(1)直观图的画法(斜二侧画法规则):在画直观图时,要注意:①使∠x ’0’y ’=45°,x o y '''所确定的平面表示水平平面。
②已知图形中平行于x 轴和z 轴的线段,在直观图中保持长度和平行性不变,平行于y 轴的线段平行性不变,但在直观图中其长度为原来的一半。
如(1)用斜二测画法画一个水平放置的平面图形为如下图的一个正方形,则原来图形的形状是( )(2)已知正A B C ∆的边长为a ,那么A B C ∆的平面直观图A B C '''∆的面积为_____(2)三视图画法规则高平齐:主视图与左视图的高要保持平齐 长对正:主视图与俯视图的长应对正 宽相等:俯视图与左视图的宽度应相等3.空间直线的位置关系:(1)相交直线――有且只有一个公共点。
(2)平行直线――在同一平面内,没有公共点。
(3)异面直线――不在同一平面内,也没有公共点。
如(1)空间四边形ABCD 中,E 、F 、G 、H 分别是四边上的中点,则直线EG 和FH 的位置关系_____;(2)给出下列四个命题:①异面直线是指空间既不平行又不相交的直线;②两异面直线b a ,,如果a 平行于平面α,那么b 不平行平面α;③两异面直线b a ,,如果⊥a 平面α,那么b 不垂直于平面α;④两异面直线在同一平面内的射影不可能是两条平行直线 。
其中正确的命题是_____4.判定线线平行的方法:(1)公理4:平行于同一直线的两直线互相平行;(找一线和这两线都平行)(2)线面平行的性质:如果一条直线和一个平面平行,那么经过这条直线的平面和这个平面相交的交线和这条直线平行;(3)面面平行的性质:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行;(4)线面垂直的性质:如果两条直线都垂直于同一个平面,那么这两条直线平行。
5.两直线垂直的判定:转化为证线面垂直; 相交垂直可以考虑勾股定理.6.直线与平面的位置关系:(1)直线在平面内;(2)直线与平面相交。
其中,如果一条直线和平面内任何一条直线都垂直,那么这条直线和这个平面垂直。
注意:任一条直线并不等同于无数条直线;(3)直线与平面平行。
其中直线与平面相交、直线与平面平行都叫作直线在平面外。
如(1)下列命题中,正确的是A、若直线a平行于平面α内的一条直线b , 则a// αB、若直线a垂直于平面α的斜线b在平面α内的射影,则a⊥bC、若直线a垂直于平面α,直线b是平面α的斜线,则a 与b是异面直线D、若一个棱锥的所有侧棱与底面所成的角都相等,且所有侧面与底面所成的角也相等,则它一定是正棱锥(2)正方体ABCD-A1B1C1D1中,点P在侧面BCC1B1及其边界上运动,并且总保持AP⊥BD1,则动点P的轨迹是___________。
7.直线与平面平行的判定和性质:(1)判定:①判定定理:如果平面外一条直线和这个平面内一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行ααα面∥,面,∥aabba⇒⊄⊂(在平面内找一条直线与已知直线平行:找一平面过已知直线与已知平面相交,则交线就是)②面面平行的性质:若两个平面平行,则其中一个平面内的任何直线与另一个平面平行。
βαβα∥,,∥aa⇒⊂(找一平面过已知直线与已知平面平行)另外,如下方法有时也用:α、β表示平面,a、b表示直线αφα//,aa则=⋂(定义法):通常反证.(2)性质:如果一条直线和一个平面平行,那么经过这条直线的平面和这个平面相交的交线和这条直线平行。
在遇到线面平行时,常需作出过已知直线且与已知平面相交的辅助平面,以便运用线面平行的性质。
如(1)α、β表示平面,a、b表示直线,则a∥α的一个充分不必要条件是,A、α⊥β,a⊥βB、α∩β=b,且a∥bC、a∥b且b∥αD、α∥β且a⊂β(2)正方体ABCD-A1B1C1D1中,点N在BD上,点M在B1C上,且CM=DN,求证:MN∥面AA1B1B。
8.直线和平面垂直的判定和性质:(1)判定:①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,那么这条直线和这个平面垂直。
a b a c b c b c O a⊥,⊥,,,⊥⊂=⇒αα②两条平行线中有一条直线和一个平面垂直,那么另一条直线也和这个平面垂直。
αα⊥⇒⊥baba,||③一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④βαβαβα⊥⊥,,,面⊥面alaal⇒⊂=(2)性质:①如果一条直线和一个平面垂直,那么这条直线和这个平面内所有直线都垂直。
②如果两条直线都垂直于同一个平面,那么这两条直线平行。
如(1)如果命题“若yyx,⊥∥z,则zx⊥”不成立,那么字母x、y、z在空间所表示的几何图形一定是_____ (2)已知a,b,c是直线,α、β是平面,下列条件中能得出直线a⊥平面α的是A、a⊥b,a⊥c其中b⊂α,c⊂αB、a⊥b ,b∥αC、α⊥β,a∥βD、a∥b,b⊥α(3)AB为⊙O的直径,C为⊙O上的一点,AD⊥面ABC,AE⊥BD于E,AF⊥CD于F,求证:BD⊥平面AEF。
9.平面与平面的位置关系:(1)平行――没有公共点;(2)相交――有一条公共直线。
10.两个平面平行的判定和性质:(1)判定:①判定定理:一个如果平面内有两条相交直线和另一个平面平行,则这两个平面平行。
一面内找两相交直线与另一平面平行(线面⇒面面)推论:一个如果平面内有两条相交直线和另一个平面的两条直线平行,则这两个平面平行。
②依据垂直于同一直线的两平面平行来判定 .③利用面面平行传递性④采用反证法证明两平面没有公共点.(2)性质:如果两个平行平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。
如(1)βα,是两个不重合的平面,在下列条件中,不能判定平面βα//的条件是A、nm,是α内一个三角形的两条边,且ββ//,//nmB、α内有不共线的三点到β的距离都相等C、βα,都垂直于同一条直线aD、nm,是两条异面直线,βα⊂⊂nm,,且αβ//,//nm(2)给出以下六个命题:①垂直于同一直线的两个平面平行;②平行于同一直线的两个平面平行;③平行于同一平面的两个平面平行;④与同一直线成等角的两个平面平行;⑤一个平面内的两条相交直线于另一个平面内的两条相交直线平行,则这两个平面平行;⑥两个平面分别与第三个平面相交所得的两条交线平行,则这两个平面平行。
其中正确的序号是___________ (3)正方体ABCD-A 1B 1C 1D 1中AB=a 。
①求证:平面AD 1B 1∥平面C 1DB ;②求证:A 1C ⊥平面AD 1B 1 ;③求平面AD 1B 1与平面C 1DB 间的距离11.两个平面垂直的判定和性质:(1)判定:①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。
(在一个面中找另一个面的一条垂线:在一面内作两面交线的垂线,即为所求);②定义法:找一个平面与这两个平面都垂直相交,证明两交线交角为直角;(即证二面角的平面角是直角)(2)性质:如果两个平面垂直,那么在一个平面内垂直于它们交线的直线垂直于另一个平面。
如(1)三个平面两两垂直,它们的交线交于一点O ,P 到三个面的距离分别为3、4、5,则OP 的长为_____;(2)在四棱锥P-ABCD 中,PA ⊥底面ABCD ,底面各边都相等,M 是PC 上的一动点,当点M 满足___________时,平面MBD ⊥平面PCD ;(3)过S 引三条长度相等但不共面的线段SA 、SB 、SC ,且∠ASB=∠ASC=60°,∠BSC =90°,求证:平面ABC ⊥平面BSC 。
特别指出:立体几何中平行、垂直关系的证明的基本思路是利用线面关系的转化,即:线∥线线∥面面∥面判定线⊥线线⊥面面⊥面性质线∥线线⊥面面∥面←→−←→−−→−−←→−←→−←−−−←→−←→−如(1)已知直线l ⊥平面α,直线m ⊂平面β,给出下列四个命题:①m l ⊥⇒βα// ②ml //⇒⊥βα;③βα⊥⇒m l //;④βα//⇒⊥m l 。
其中正确的命题是_____;(2)设b a ,是两条不同直线,βα,是两个不同平面,给出下列四个命题:①若,,,αα⊄⊥⊥b a b a 则α//b ; ②若βαα⊥,//a ,则β⊥a ; ③若βαβ⊥⊥,a ,则α//a 或α⊂a ;④若βα⊥⊥⊥b a b a ,,则βα⊥。
其中正确的命题是_____12.棱柱: (1)棱柱的分类:①按侧棱是否与底面垂直分类:分为斜棱柱(侧棱不垂直于底面)和直棱柱(侧棱垂直于底面),其中底面为正多边形的直棱柱叫正棱柱。
②按底面边数的多少分类:底面分别为三角形,四边形,五边形…,分别称为三棱柱,四棱柱,五棱柱,…;(2)棱柱的性质:①棱柱的各个侧面都是平行四边形,所有的侧棱都相等,直棱柱的各个侧面都是矩形,正棱柱的各个侧面都是全等的矩形。
②与底面平行的截面是与底面对应边互相平行的全等多边形。
③过棱柱不相邻的两条侧棱的截面都是平行四边形。
如(1)斜三棱柱A 1B 1C 1-ABC ,各棱长为a ,A 1B=A 1C=a ,则侧面BCC 1B 1是____形,棱柱的高为_____;(2)下列关于四棱柱的四个命题:①若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直棱柱;②若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直棱柱;③若四个侧面两两全等,则该四棱柱为直棱柱;④若四棱柱的四条对角线两两相等,则该四棱柱为直棱柱。