立体几何 空间图形的基本关系与公理
- 格式:ppt
- 大小:1.56 MB
- 文档页数:30


立体几何公理及定理一、空间点、线、面之间的关系1、两条直线的位置关系有:2、两个平面的位置关系有:公理1、如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。
公理2、过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。
推论1、一组平行直线确定唯一一个平面。
推论2、一条直线及直线外一点确定唯一一个平面。
公理3、如果有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。
公理4(平行公理)、平行于同一直线的两直线平行。
二、平行关系直线与平面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行。
直线与平面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任意平面与此平面的交线与该直线平行。
平面与平面平行的判定定理:一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
平面与平面平行的性质定理:1、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。
2、两平面平行,其中一个平面内的任一直线平行于另一个平面。
3、夹在两个平行平面间的平行线段相等。
4、平行于同一平面的两个平面平行。
三、垂直关系直线与平面垂直的判定定理:一条直线与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。
直线与平面垂直的性质定理:1、垂直于同一个平面的两条直线互相平行。
2、如果一条直线垂直一个平面,那么这条直线垂直于平面内的所有直线。
平面与平面垂直的判定定理:如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直。
平面与平面垂直的性质定理:如果两个平面垂直,则一个平面内垂直于交线的直线与另一个平面垂直。
三角公式汇总一、任意角的三角函数1. ①与α终边相同的角的集合(角α与角β的终边重合):{}Z k k ∈+⨯=,360|αββ ②终边在x 轴上的角的集合: {}Z k k ∈⨯=,180| ββ③终边在y 轴上的角的集合:{}Z k k ∈+⨯=,90180| ββ ④终边在坐标轴上的角的集合:{}Z k k ∈⨯=,90| ββ⑤ 若角α与角β的终边在一条直线上,则角α与角β的关系:βα+=k 180 2. 角度与弧度的互换关系:360°=2π 180°=π弧度与角度互换公式: 1rad =π180°≈57.30° 1°=180π3、弧长公式:r l ⋅=||α. 扇形面积公式:211||22s lr r α==⋅扇形 4、三角函数在各象限的符号:(一全二正弦,三切四余弦)正切、余切余弦、正割正弦、余割5、在角α的终边上任取..一点),(y x P ,记:22y x r +=,正弦:r y =αsin 余弦:r x =αcos 正切:xy=αtan 二、同角三角函数的基本关系式 商数关系:αααcos sin tan = 平方关系:1cos sin22=+αα,2211tan cos αα+=,212sin cos (sin cos )αααα+=+ 212sin cos (sin cos )αααα-=-三、诱导公式⑴παk 2+)(Z k ∈、α-、απ+、απ-、απ-2的三角函数值,等于α的同名函数值,前面加上一个把α看成..锐角时原函数值的符号。
1.⽴体⼏何中基本概念、公理、定理、推论⽴体⼏何中基本概念、公理、定理、推论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:如果两个平⾯有⼀个公共点,它们有⽆数个公共点,⽽且这⽆数个公共点都在同⼀条直线上.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.(3)公理3: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3和三个推论是确定平⾯的依据.2. 直观图的画法(斜⼆侧画法规则):在画直观图时,要注意:(1)使045x o y '''∠=(或0135),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.3. 公理4:平⾏于同⼀直线的两直线互相平⾏.(即平⾏直线的传递性)等⾓定理: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. (此定理说明⾓平移后⼤⼩不变) 若⽆“⽅向相同”,则这两个⾓相等或互补.4. 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.5. 异⾯直线⑴异⾯直线定义:不同在任何⼀个平⾯内的两条直线叫做异⾯直线.⑵异⾯直线的判定:连结平⾯内⼀点与平⾯外⼀点的直线,和这个平⾯内不经过此点的直线是异⾯直线.⑶异⾯直线所成的⾓:已知两条异⾯直线a 、b ,经过空间任⼀点O 作直线a '、b ',使//a a '、//b b ',把a '与b '所成的锐⾓(或直⾓)叫做异⾯直线a 、b 所成的⾓(或夹⾓).⑷异⾯直线所成的⾓的求法:⾸先要判断两条异⾯直线是否垂直,若垂直,则它们所成的⾓为900;若不垂直,则利⽤平移法求⾓,⼀般的步骤是“作(找)—证—算”.注意,异⾯直线所成⾓的范围是π0,2??;求异⾯直线所成⾓的⽅法:计算异⾯直线所成⾓的关键是平移(中点平移,顶点平移以及补形法:把空间图形补成熟悉的或完整的⼏何体,如正⽅体、平⾏六⾯体、长⽅体等,以便易于发现两条异⾯直线间的关系)转化为相交两直线的夹⾓. ⑸两条异⾯直线的公垂线:①定义:和两条异⾯直线都垂直且相交的直线,叫做异⾯直线的公垂线;两条异⾯直线的公垂线有且只有⼀条.⽽和两条异⾯直线都垂直的直线有⽆数条,因为空间中,垂直不⼀定相交.②证明:异⾯直线公垂线的证明常转化为证明公垂线与两条异⾯直线分别垂直.⑹两条异⾯直线的距离:两条异⾯直线的公垂线在这两条异⾯直线间的线段的长度.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.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.7.线⾯平⾏、⾯⾯平⾏⑴直线与平⾯平⾏的判定定理: 如果不在⼀个平⾯(α)内的⼀条直线(l )和平⾯(α)内的⼀条直线(m )平⾏,那么这条直线(l )和这个平⾯(α)平⾏.,,////l m l m l ααα (作⽤:线线平⾏?线⾯平⾏)⑵直线与平⾯平⾏的性质定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)平⾏,经过这条直线(l )的平⾯(β)和这个平⾯(α)相交(设交线是m ),那么这条直线(l )和交线(m )平⾏.//,,//l l m l m αβαβ??=? (作⽤: 线⾯平⾏?线线平⾏)⑶平⾯与平⾯平⾏的判定定理:如果⼀个平⾯(β)内有两条相交直线(,a b )分别平⾏于另⼀个平⾯(α),那么这两个平⾯(,βα)平⾏.,,,//,////a b a b P a b ββααβα=? (作⽤:线⾯平⾏?⾯⾯平⾏)推论:如果⼀个平⾯(β)内有两条相交直线(,a b )分别平⾏于另⼀个平⾯(α)内的两条直线(,a b ''), 那么这两个平⾯(,βα)平⾏.,,,,,//,////a b a b P a b a a b b ββααβα''''=(作⽤: 线线平⾏?⾯⾯平⾏) ⑷平⾯与平⾯平⾏的性质定理:如果两个平⾏平⾯(,αβ)同时与第三个平⾯(γ)相交(设交线分别是,a b ),那么它们的交线(,a b )平⾏.//,,//a b a b αβαγβγ?=?=? (作⽤: ⾯⾯平⾏?线线平⾏)推论:如果两个平⾯(,αβ)平⾏,则⼀个平⾯(α)内的⼀条直线(a )平⾏于另⼀个平⾯(β). //,//a a αβαβ?? (作⽤: ⾯⾯平⾏?线⾯平⾏)8.线线垂直、线⾯垂直、⾯⾯垂直⑴直线与平⾯垂直的判定定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)内的两条相交直线(,m n )都垂直,那么这条直线(l )垂直于这个平⾯(α).,,,,l m l n m n m n P l ααα⊥⊥=?⊥ (作⽤: 线线垂直?线⾯垂直)⑵直线与平⾯垂直的性质定理:如果⼀条直线(l )和⼀个平⾯(α)垂直,那么这条直线(l )和这个平⾯(α)内的任意⼀条直线(m )垂直.,l m l m αα⊥??⊥ .⑶三垂线定理: 其作⽤是证两直线异⾯垂直和作⼆⾯⾓的平⾯⾓①定理: 在平⾯内的⼀条直线,如果它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.②逆定理:在平⾯内的⼀条直线,如果它和这个平⾯的⼀条斜线,那么它也和这条斜线在平⾯内的射影垂直.(作⽤: 线线垂直?线线垂直)⑷平⾯与平⾯垂直的判定定理: 如果⼀个平⾯(α)经过另⼀个平⾯(β)的⼀条垂线(l ),那么这两个平⾯(,αβ)互相垂直.,l l βααβ⊥??⊥ (作⽤: 线⾯垂直?⾯⾯垂直)⑸平⾯与平⾯垂直的性质定理:如果两个平⾯(,αβ)垂直,那么在⼀个平⾯(α)内垂直于它们交线(m )的直线(l )垂直于另⼀个平⾯(β).,,,m l l m l αβαβαβ⊥?=?⊥?⊥ (作⽤: ⾯⾯垂直?线⾯垂直)9. 直线和平⾯所成的⾓⑴最⼩⾓定理:平⾯的斜线和它在平⾯内的射影所成的⾓,是这条斜线和这个平⾯内任意⼀条直线所成的⾓中最⼩的⾓.满⾜关系式:12cos cos cos θθθ=?θ是平⾯的斜线与平⾯内的⼀条直线所成的⾓;1θ是平⾯的斜线与斜线在平⾯内的射影所成的⾓;2θ是斜线在平⾯内的射影与平⾯内的直线所成的⾓.⑵直线和平⾯所成的⾓: 平⾯的⼀条斜线和它在平⾯内的射影所成的锐⾓,叫这条直线和这个平⾯所成的⾓. 范围:[0,90]10.⼆⾯⾓⑴⼆⾯⾓的定义:从⼀条直线出发的两个半平⾯所组成的图形叫做⼆⾯⾓.这条直线叫做⼆⾯⾓的棱,每个半平⾯叫做⼆⾯⾓的⾯.棱为l ,两个⾯分别是α、β的⼆⾯⾓记为l αβ--.⼆⾯⾓的范围:[0,]π⑵⼆⾯⾓的平⾯⾓:在⼆⾯⾓的棱上取⼀点,在⼆⾯⾓的⾯内分别作两条垂直于棱的射线,这两条射线所成的⾓叫做⼆⾯⾓的平⾯⾓.11.空间距离⑴点到平⾯的距离:⼀点到它在⼀个平⾯内的正射影的距离.⑵直线到与它平⾏平⾯的距离:⼀条直线上的任⼀点到与它平⾏的平⾯的距离.⑶两个平⾏平⾯的距离:两个平⾏平⾯的公垂线段的长度.⑷异⾯直线的距离12. 多⾯体有关概念:(1)多⾯体:由若⼲个平⾯多边形围成的空间图形叫做多⾯体.围成多⾯体的各个多边形叫做多⾯体的⾯.多⾯体的相邻两个⾯的公共边叫做多⾯体的棱.(2)多⾯体的对⾓线:多⾯体中连结不在同⼀⾯上的两个顶点的线段叫做多⾯体的对⾓线.(3)凸多⾯体:把⼀个多⾯体的任⼀个⾯伸展成平⾯,如果其余的⾯都位于这个平⾯的同⼀侧,这样的多⾯体叫做凸多⾯体.13.棱柱⑴棱柱的定义: 有两个⾯互相平⾏,其余每相邻两个⾯的交线互相平⾏,这样的多⾯体叫棱柱.两个互相平⾏的⾯叫棱柱的底⾯(简称底);其余各⾯叫棱柱的侧⾯;两侧⾯的公共边叫棱柱的侧棱;两底⾯所在平⾯的公垂线段叫棱柱的⾼(公垂线段长也简称⾼).⑵棱柱的分类:侧棱不垂直于底⾯的棱柱叫斜棱柱.侧棱垂直于底⾯的棱柱叫直棱柱.底⾯是正多边形的直棱柱叫正棱柱.棱柱的底⾯可以是三⾓形、四边形、五边形……这样的棱柱分别叫三棱柱、四棱柱、五棱柱……⑶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.⑷平⾏六⾯体、长⽅体、正⽅体:底⾯是平⾏四边形的四棱柱是平⾏六⾯体.侧棱与底⾯垂直的平⾏六⾯体叫直平⾏六⾯体,底⾯是矩形的直平⾏六⾯体叫长⽅体,棱长都相等的长⽅体叫正⽅体.⑸①平⾏六⾯体的任何⼀个⾯都可以作为底⾯;②平⾏六⾯体的对⾓线交于⼀点,并且在交点处互相平分;③平⾏六⾯体的四条对⾓线的平⽅和等于各棱的平⽅和;④长⽅体的⼀条对⾓线的平⽅等于⼀个顶点上三条棱长的平⽅和.14.棱锥⑴棱锥的定义: 有⼀个⾯是多边形,其余各⾯是有⼀个公共顶点的三⾓形,这样的多⾯体叫棱锥其中有公共顶点的三⾓形叫棱锥的侧⾯;多边形叫棱锥的底⾯或底;各侧⾯的公共顶点()S ,叫棱锥的顶点,顶点到底⾯所在平⾯的垂线段()SO ,叫棱锥的⾼(垂线段的长也简称⾼).⑵棱锥的分类:(按底⾯多边形的边数)分别称底⾯是三⾓形,四边形,五边形……的棱锥为三棱锥,四棱锥,五棱锥…… ⑶棱锥的性质:定理:如果棱锥被平⾏于底⾯的平⾯所截,那么所得的截⾯与底⾯相似,截⾯⾯积与底⾯⾯积⽐等于顶点到截⾯的距离与棱锥⾼的平⽅⽐.中截⾯:经过棱锥⾼的中点且平⾏于底⾯的截⾯,叫棱锥的中截⾯⑷正棱锥:底⾯是正多边形,顶点在底⾯上的射影是底⾯的中⼼的棱锥叫正棱锥.⑸正棱锥的性质:①正棱锥的各侧棱相等,各侧⾯都是全等的等腰三⾓形,各等腰三⾓形底边上的⾼(叫斜⾼)也相等。