高中数学必修二立体几何讲义
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立体几何初步1、柱、锥、台、球的结构特征(1)棱柱:定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,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。
分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。
表示:用各顶点字母,如五棱柱'''''EDCBAABCDE-或用对角线的端点字母,如五棱柱'AD几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。
(2)棱锥定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱锥、五棱锥等表示:用各顶点字母,如五棱锥'''''EDCBAP-几何特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。
(3)棱台:定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等表示:用各顶点字母,如五棱台'''''EDCBAP-几何特征:①上下底面是相似的平行多边形②侧面是梯形③侧棱交于原棱锥的顶点(4)圆柱:定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体几何特征:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂直;④侧面展开图是一个矩形。
(5)圆锥:定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体几何特征:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇形。
(6)圆台:定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分几何特征:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面展开图是一个弓形。
1、柱、锥、台、球的结构特征立体几何初步(1)棱柱:定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,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。
分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。
表示:用各顶点字母,如五棱柱ABCDE -A' B 'C ' D ' E ' 或用对角线的端点字母,如五棱柱AD '几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。
(2)棱锥定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形,由这些面所围成的几何体分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱锥、五棱锥等表示:用各顶点字母,如五棱锥P -A' B 'C ' D ' E '几何特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。
(3)棱台:定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等表示:用各顶点字母,如五棱台P A' B 'C ' D ' E '几何特征:①上下底面是相似的平行多边形②侧面是梯形③侧棱交于原棱锥的顶点(4)圆柱:定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体几何特征:①底面是全等的圆;②母线与轴平行;③轴与底面圆的半径垂直;④侧面展开图是一个矩形。
(5)圆锥:定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体几何特征:①底面是一个圆;②母线交于圆锥的顶点;③侧面展开图是一个扇形。
(6)圆台:定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分几何特征:①上下底面是两个圆;②侧面母线交于原圆锥的顶点;③侧面展开图是一个弓形。
1.2.2 空间两条直线的位置关系1.空间两直线的位置关系2.公理4及等角定理(1)公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行. 符号表示:⎭⎪⎬⎪⎫a ∥b b ∥c ⇒a ∥c .(2)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.3.异面直线的判定及其所成的角 (1)异面直线的判定定理提示:(1)异面直线的定义表明异面直线不具备确定平面的条件.异面直线既不相交,也不平行.(2)不能把异面直线误认为分别在不同平面内的两条直线,如图中,虽然有a α,b β,即a 、b 分别在两个不同的平面内,但是因为a ∩b =O ,所以a 与b 不是异面直线.(2)异面直线所成的角①定义:a 与b 是异面直线,经过空间任意一点O ,作直线a ′∥a ,b ′∥b ,我们把直线a ′和b ′所成的锐角(或直角)叫做异面直线a ,b 所成的角.②异面直线所成的角θ的取值范围:0°<θ≤90°.③当θ=π2时,a 与b 互相垂直,记作a ⊥b .1.思考辨析(1)如果a ⊥b ,b ⊥c ,则a ∥c .( )(2)如果a ,b 是异面直线,b ,c 是异面直线,则a ,c 也是异面直线.( ) (3)如果a ,b 相交,b ,c 相交,则a ,c 也相交. ( ) (4)如果a ,b 共面,b ,c 共面,则a ,c 也共面. ( )[答案] (1)× (2)× (3)× (4)×2.已知棱长为a 的正方体ABCD A ′B ′C ′D ′中,M ,N 分别为CD ,AD 的中点,则MN 与A ′C ′的位置关系是________.平行 [如图所示,MN 12AC ,又∵ACA ′C ′, ∴MN 12A ′C ′.]3.已知AB ∥PQ ,BC ∥QR ,∠ABC =30°,则∠PQR 等于__________.30°或150° [∠ABC 的两边与∠PQR 的两边分别平行,但方向不能确定是否相同,所以∠PQR =30°或150°.]4.已知a ,b 是异面直线,直线c ∥直线a ,则c 与b 的位置关系是________. 相交或异面 [a ,b 是异面直线,直线c ∥直线a ,因而c 不平行于b ,若c ∥b ,则a ∥b ,与已知矛盾,因而c 不平行于b .]①两条直线无公共点,则这两条直线平行;②两条不重合的直线若不是异面直线,则必相交或平行;③过平面外一点与平面内一点的直线与平面内的任意一条直线均构成异面直线; ④和两条异面直线都相交的两直线必是异面直线. (2)a ,b ,c 是空间中三条直线,下列给出几个说法: ①若a ∥b ,b ∥c ,则a ∥c ;②a ∥b 是指直线a ,b 在同一平面内且没有公共点;③若a ,b 分别在两个相交平面内,则这两条直线不可能平行.其中正确的有__________.(填序号)思路探究:根据空间两直线位置关系的有关概念及公理4进行判断.(1)② (2)①② [(1)对于①,空间两直线无公共点,则可能平行,也可能异面,因此①不正确;对于②,因为空间两条不重合的直线的位置关系只有三种:平行、相交或异面,所以②正确;对于③,过平面外一点与平面内一点的直线和过平面内这点的直线是相交直线,因此③不正确;对于④,和两条异面直线都相交的两直线可能是相交直线,也可能是异面直线,因此④不正确.(2)由公理4知①正确;由平行线的定义知②正确;若α∩β=l ,a α,b β,a ∥l ,b ∥l ,则a ∥b ,③错误.]空间两直线的位置关系为相交、平行、异面,若两直线有交点则为相交,若两直线共面且无交点则为平行,若以上情况均不满足则为异面.1.如图所示,正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,判断下列直线的位置关系: ①直线A 1B 与直线D 1C 的位置关系是________; ②直线A 1B 与直线B 1C 的位置关系是________; ③直线D 1D 与直线D 1C 的位置关系是________; ④直线AB 与直线B 1C 的位置关系是________.①平行 ②异面 ③相交 ④异面 [直线A 1B 与直线D 1C 在平面A 1BCD 1中,且没有交点,则两直线平行,所以①应该填“平行”;点A 1,B ,B 1在一个平面A 1BB 1内,而C 不在平面A 1BB 1内,则直线A 1B 与直线B 1C 异面.同理,直线AB 与直线B 1C 异面,所以②④都应该填“异面”;直线D 1D 与直线D 1C 显然相交于D 1点,所以③应该填“相交”.]1.如图所示,在四棱锥P ABCD 中,底面ABCD 是平行四边形,若E ,F ,G ,H 分别为PA ,PB ,PC ,PD 的中点.那么四边形EFGH 是什么四边形?为什么?[提示] 平行四边形.因为在△PAB 中, ∵E ,F 分别是PA ,PB 的中点, ∴EF 12AB ,同理GH 12DC .∵四边形ABCD 是平行四边形,∴ABCD ,∴EFGH ,∴四边形EFGH 是平行四边形.2.如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么由等角定理能推出什么结论? [提示] 这两条直线所成的锐角(或直角)相等.【例2】 如图所示,在正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,E ,F ,E 1,F 1分别为棱AD ,AB ,B 1C 1,C 1D 1的中点.求证:∠EA 1F =∠E 1CF 1.思路探究:解答本题时,可先证明角的两边分别平行,即A 1E ∥CE 1,A 1F ∥CF 1,然后根据等角定理,得出结论.[证明] 如图所示,在正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,取A 1B 1的中点M ,连结BM ,MF 1, 则BF =A 1M =12AB .又BF ∥A 1M ,∴四边形A 1FBM 为平行四边形, ∴A 1F ∥BM .而F 1,M 分别为C 1D 1,A 1B 1的中点,则F 1MC 1B 1. 而C 1B 1BC ,∴F 1M ∥BC ,且F 1M =BC . ∴四边形F 1MBC 为平行四边形, ∴BM ∥F 1C .又BM ∥A 1F , ∴A 1F ∥CF 1.同理取A 1D 1的中点N ,连结DN ,E 1N ,则A 1NDE , ∴四边形A 1NDE 为平行四边形, ∴A 1E ∥DN .又E 1N ∥CD ,且E 1N =CD , ∴四边形E 1NDC 为平行四边形, ∴DN ∥CE 1,∴A 1E ∥CE 1.∴∠EA 1F 与∠E 1CF 1的两边分别对应平行. 即A 1E ∥CE 1,A 1F ∥CF 1, ∴∠EA 1F =∠E 1CF 1.运用公理4的关键是寻找“中间量”即第三条直线.证明角相等的常用方法是等角定理,另外也可以通过证明三角形相似或全等来实现.2.如图,已知棱长为a 的正方体ABCD A 1B 1C 1D 1中,M ,N 分别是棱CD ,AD 的中点.(1)求证:四边形MNA 1C 1是梯形; (2)求证:∠DNM =∠D 1A 1C 1. [证明] (1)在△ADC 中, ∵M ,N 分别是CD ,AD 的中点, ∴MN 是△ADC 的中位线.∴MN 12AC .由正方体性质知,ACA 1C 1, ∴MN 12A 1C 1,即MN ≠A 1C 1.∴四边形MNA 1C 1是梯形. (2)由(1)可知MN ∥A 1C 1, 又因为ND ∥A 1D 1,而∠DNM 与∠D 1A 1C 1均是直角三角形的锐角, ∴∠DNM =∠D 1A 1C 1.11111111DB 1与EF 所成角的大小.思路探究:先根据异面直线所成角的定义找出角,再在三角形中求解.[解] 法一:如图(1),连结A 1C 1,B 1D 1,并设它们相交于点O ,取DD 1的中点G ,连结OG ,A 1G ,C 1G ,则OG ∥B 1D ,EF ∥A 1C 1,(1)∴∠GOA 1为异面直线DB 1与EF 所成的角或其补角. ∵GA 1=GC 1,O 为A 1C 1的中点. ∴GO ⊥A 1C 1.∴异面直线DB 1与EF 所成的角为90°.法二:如图(2),连结A 1D ,取A 1D 的中点H ,连结HE ,HF ,则HE ∥DB 1,且HE =12DB 1.(2)于是∠HEF 为异面直线DB 1与EF 所成的角或补角.设AA 1=1.则EF =22,HE =32, 取A 1D 1的中点I ,连结IF ,IH ,则HI ⊥IF , ∴HF 2=HI 2+IF 2=54,∴HF 2=EF 2+HE 2.∴∠HEF =90°,∴异面直线DB 1与EF 所成的角为90°.法三:如图(3),在原正方体的右侧补上一个全等的正方体,连结DQ ,B 1Q ,则B 1Q ∥EF .(3)于是∠DB 1Q 为异面直线DB 1与EF 所成的角或其补角.设AA 1=1,则DQ =22+1=5,B 1D =12+12+12=3,B 1Q =12+12=2,所以B 1D 2+B 1Q 2=DQ 2,从而异面直线DB 1与EF 所成的角为90°.求两条异面直线所成角的步骤(1)恰当选点,用平移法构造出一个相交角. (2)证明这个角就是异面直线所成的角(或补角).(3)把相交角放在平面图形中,一般是放在三角形中,通过解三角形求出所构造的角的度数.(4)给出结论:若求出的平面角是锐角或直角,则它就是两条异面直线所成的角;若求出的角是钝角,则它的补角才是两条异面直线所成的角.3.如图所示,在空间四边形ABCD 中,AB =CD ,AB ⊥CD ,E ,F 分别为BC ,AD 的中点,求EF 和AB 所成的角.[解] 如图所示,取BD 的中点G ,连结EG ,FG . ∵E ,F ,G 分别为BC ,AD ,BD 的中点,AB =CD , ∴EG 12CD ,GF 12AB .∴∠GFE 就是EF 与AB 所成的角或其补角. ∵AB ⊥CD ,∴EG ⊥GF , ∴∠EGF =90°. ∵AB =CD ,∴EG =GF , ∴△EFG 为等腰直角三角形,∴∠GFE =45°,即EF 和AB 所成的角为45°.1.本节课的重点是会判断空间两直线的位置关系,理解异面直线的定义,会求两异面直线所成的角,能用公理4和等角定理解决一些简单的相关问题.难点是求异面直线所成的角.2.本节课要重点掌握的规律方法(1)判断两条直线位置关系的方法.(2)证明两条直线平行的方法.(3)求异面直线所成角的解题步骤.3.本节课的易错点是将异面直线所成的角求错.1.分别在两个相交平面内的两条直线间的位置关系是( )A.平行B.相交C.异面D.以上皆有可能[答案] D2.若空间两条直线a和b没有公共点,则a与b的位置关系是________.平行或异面[若直线a和b共面,则由题意可知a∥b;若a和b不共面,则由题意可知a与b是异面直线.]3.空间中有一个∠A的两边和另一个∠B的两边分别平行,∠A=70°,则∠B=________.70°或110°[∵∠A的两边和∠B的两边分别平行,∴∠A=∠B或∠A+∠B=180°,又∠A=70°,∴∠B=70°或110°.]4.如图,已知长方体ABCDA′B′C′D′中,AB=23,AD=23,AA′=2.(1)BC和A′C′所成的角是多少度?(2)AA′和BC′所成的角是多少度?[解](1)因为BC∥B′C′,所以∠B′C′A′是异面直线A′C′与BC所成的角.在Rt△A′B′C′中,A′B′=23,B′C′=23,所以∠B′C′A′=45°.(2)因为AA′∥BB′,所以∠B′BC′是异面直线AA′和BC′所成的角.在Rt△BB′C′中,B′C′=AD=23,BB′=AA′=2,所以BC′=4,∠B′BC′=60°.因此,异面直线AA′与BC′所成的角为60°.。
⽴体⼏何解答题的建系设点问题在如今的立体几何解答题中,有些题目可以使用空间向量解决问题,与其说是向量运算,不如说是点的坐标运算,所以第一个阶段:建系设点就显得更为重要,建立合适的直角坐标系的原则有哪些?如何正确快速写出点的坐标?这是本文要介绍的内容。
一、基础知识:(一)建立直角坐标系的原则:如何选取坐标轴1、z 轴的选取往往是比较容易的,依据的是线面垂直,即z 轴要与坐标平面xOy 垂直,在几何体中也是很直观的,垂直底面高高向上的即是,而坐标原点即为z 轴与底面的交点2、,x y 轴的选取:此为坐标是否易于写出的关键,有这么几个原则值得参考:(1)尽可能的让底面上更多的点位于,x y 轴上(2)找角:,x y 轴要相互垂直,所以要利用好底面中的垂直条件(3)找对称关系:寻找底面上的点能否存在轴对称特点3、常用的空间直角坐标系满足,,x y z 轴成右手系,所以在标,x y 轴时要注意。
4、同一个几何体可以有不同的建系方法,其坐标也会对应不同。
但是通过坐标所得到的结论(位置关系,角)是一致的。
5、解答题中,在建立空间直角坐标系之前,要先证明所用坐标轴为两两垂直(即一个线面垂直+底面两条线垂直),这个过程不能省略。
6、与垂直相关的定理与结论:(1)线面垂直:① 如果一条直线与一个平面上的两条相交直线垂直,则这条直线与该平面垂直② 两条平行线,如果其中一条与平面垂直,那么另外一条也与这个平面垂直③ 两个平面垂直,则其中一个平面上垂直交线的直线与另一个平面垂直④ 直棱柱:侧棱与底面垂直(2)线线垂直(相交垂直):① 正方形,矩形,直角梯形② 等腰三角形底边上的中线与底边垂直(三线合一)③ 菱形的对角线相互垂直④ 勾股定理逆定理:若222AB AC BC +=,则AB AC^(二)坐标的书写:建系之后要能够快速准确的写出点的坐标,按照特点可以分为3类1、能够直接写出坐标的点(1) 坐标轴上的点,例如在正方体(长度为1)中的,,'A C D 点,坐标特点如下:x 轴:(),0,0x y 轴:()0,,0y z 轴:()0,0,z规律:在哪个轴上,那个位置就有坐标,其余均为0(2)底面上的点:坐标均为(),,0x y ,即竖坐标0z =,由于底面在作立体图时往往失真,所以要快速正确写出坐标,强烈建议在旁边作出底面的平面图进行参考:以上图为例:则可快速写出,H I 点的坐标,位置关系清晰明了111,,0,,1,022H I æöæöç÷ç÷èøèø2、空间中在底面投影为特殊位置的点:如果()'11,,A x y z 在底面的投影为()22,,0A x y ,那么1212,x x y y ==(即点与投影点的横纵坐标相同)由这条规律出发,在写空间中的点时,可看下在底面的投影点,坐标是否好写。
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。
高中数学必修二第一章立体几何初步知识点立体几何初步是高中数学必修二第一章的内容,有哪些知识点需要掌握的呢?下面是店铺给大家带来的高中数学必修二立体几何初步知识点,希望对你有帮助。
高中数学必修二第一章立体几何初步棱柱表面积A=L*H+2*S,体积V=S*H(L--底面周长,H--柱高,S--底面面积)圆柱表面积A=L*H+2*S=2π*R*H+2π*R^2,体积V=S*H=π*R^2*H(L--底面周长,H--柱高,S--底面面积,R--底面圆半径)球体表面积A=4π*R^2,体积V=4/3π*R^3(R-球体半径)圆锥表面积A=1/2*s*L+π*R^2,体积V=1/3*S*H=1/3π*R^2*H (s--圆锥母线长,L--底面周长,R--底面圆半径,H--圆锥高)棱锥表面积A=1/2*s*L+S,体积V=1/3*S*H(s--侧面三角形的高,L--底面周长,S--底面面积,H--棱锥高)长方形的周长=(长+宽)×2 正方形 a—边长 C=4aS=a2 长方形 a和b-边长 C=2(a+b)S=ab 三角形 a,b,c-三边长 h-a边上的高s-周长的一半 A,B,C-内角其中s=(a+b+c)/2 S=ah/2 =ab/2·sinC [s(s-a)(s-b)(s-c)]1/2a2sinBsinC/(2sinA) 四边形d,D-对角线长α-对角线夹角S=dD/2·sinα 平行四边形 a,b-边长 h-a边的高α-两边夹角S=ah =absinα =菱形 a-边长α-夹角 D-长对角线长 d-短对角线长 S=Dd/2=a2sinα 梯形 a和b-上、下底长 h-高m-中位线长 S=(a+b)h/2 =mh d-直径C=πd=2πrS=πr2 =πd2/4 扇形 r—扇形半径正方形的周长=边长×4 长方形的面积=长×宽正方形的面积=边长×边长三角形的面积=底×高÷2 平行四边形的面积=底×高梯形的面积=(上底+下底)×高÷2 直径=半径×2 半径=直径÷2 圆的周长=圆周率×直径= 圆周率×半径×2 圆的面积=圆周率×半径×半径长方体的表面积= (长×宽+长×高+宽×高)×2 长方体的体积 =长×宽×高正方体的表面积=棱长×棱长×6正方体的体积=棱长×棱长×棱长圆柱的侧面积=底面圆的周长×高圆柱的表面积=上下底面面积+侧面积圆柱的体积=底面积×高圆锥的体积=底面积×高÷3 长方体(正方体、圆柱体)的体积=底面积×高平面图形名称符号周长C和面积S a—圆心角度数C=2r+2πr×(a/360) S=πr2×(a/360)弓形l-弧长b-弦长h-矢高r-半径α-圆心角的度数S=r2/2·(πα/180-sinα) =r2arccos[(r-h)/r] -(r-h)(2rh-h2)1/2 =παr2/360 - b/2·[r2-(b/2)2]1/2=r(l-b)/2 + bh/2≈2bh/3 圆环R-外圆半径r-内圆半径D-外圆直径d-内圆直径S=π(R2-r2)=π(D2-d2)/4 椭圆 D-长轴 d-短轴S=πDd/4立方图形名称符号面积S和体积V 正方体 a-边长 S=6a2 V=a3 长方体 a-长 b-宽 c-高 S=2(ab+ac+bc)V=abc 棱柱 S-底面积 h-高 V=Sh 棱锥 S-底面积h-高V=Sh/3 棱台S1和S2-上、下底面积h-高V=h[S1+S2+(S1S1)1/2]/3拟柱体 S1-上底面积 S2-下底面积S0-中截面积 h-高 V=h(S1+S2+4S0)/6圆柱 r-底半径 h-高 C—底面周长S底—底面积 S侧—侧面积 S表—表面积C=2πr S底=πr2S侧=Ch S表=Ch+2S底 V=S底h =πr2h空心圆柱 R-外圆半径 r-内圆半径h-高V=πh(R2-r2) 直圆锥 r-底半径 h-高V=πr2h/3圆台 r-上底半径 R-下底半径h-高V=πh(R2+Rr+r2)/3 球 r-半径d-直径V=4/3πr3=πd2/6 球缺 h-球缺高 r-球半径a-球缺底半径V=πh(3a2+h2)/6 =πh2(3r-h)/3 a2=h(2r-h) 球台r1和r2-球台上、下底半径 h-高V=πh[3(r12+r22)+h2]/6 圆环体 R-环体半径D-环体直径r-环体截面半径d-环体截面直径V=2π2Rr2 =π2Dd2/4桶状体 D-桶腹直径 d-桶底直径 h-桶高V=πh(2D2+d2)/12 (母线是圆弧形,圆心是桶的中心) V=πh(2D2+Dd+3d2/4)/15(母线是抛物线形)三视图的投影规则是:主视、俯视长对正主视、左视高平齐左视、俯视宽相等点线面位置关系公理一:如果一条线上的两个点在平面上则该线在平面上公理二:如果两个平面有一个公共点则它们有一条公共直线且所有的公共点都在这条直线上公理三:三个不共线的点确定一个平面推论一:直线及直线外一点确定一个平面推论二:两相交直线确定一个平面推论三:两平行直线确定一个平面公理四:和同一条直线平行的直线平行异面直线定义:不平行也不相交的两条直线判定定理:经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。
必修二立体几何知识点一、引言本文档旨在概述高中必修二课程中立体几何的核心知识点,为教师和学生提供一个清晰的学习指南。
二、立体图形的基础1. 点、线、面的关系- 点的位置关系:共面、异面- 线的位置关系:平行、相交、异面- 面的位置关系:平行、相交2. 立体图形的分类- 多面体:棱柱、棱锥、圆柱、圆锥、球体- 旋转体:球面、圆锥面、圆柱面三、多面体1. 棱柱- 棱柱的结构特征- 棱柱的体积和表面积计算2. 棱锥- 棱锥的结构特征- 棱锥的体积和表面积计算3. 棱台- 棱台的结构特征- 棱台的体积计算四、旋转体1. 圆柱和圆锥- 结构特征- 体积和表面积计算- 旋转体的方程表示2. 球体- 结构特征- 体积和表面积计算五、立体图形的截面1. 截面的概念- 截面的定义- 截面的形状分类2. 截面的性质- 截面与原图形的关系- 截面的计算方法六、空间向量1. 空间向量的定义- 空间向量的基本概念- 空间向量的加法、减法和数乘2. 空间向量的应用- 点到直线的距离- 直线到平面的距离- 立体图形的体积计算七、立体角1. 立体角的定义- 立体角的概念- 立体角的度量2. 立体角的性质- 立体角与平面角的关系- 立体角的计算方法八、结语本文档提供的知识点是理解和掌握立体几何的基础。
教师应根据学生的实际情况,适当调整教学进度和深度。
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高中数学 必修2知识点
第一章 空间几何体
1.1柱、锥、台、球的结构特征 1.2空间几何体的三视图和直观图
1 三视图:
正视图:从前往后 侧视图:从左往右 俯视图:从上往下 2 画三视图的原则:
长对齐、高对齐、宽相等 3直观图:斜二测画法 4斜二测画法的步骤:
(1).平行于坐标轴的线依然平行于坐标轴;
(2).平行于y 轴的线长度变半,平行于x ,z 轴的线长度不变; (3).画法要写好。
5 用斜二测画法画出长方体的步骤:(1)画轴(2)画底面(3)画侧棱(4)成图
1.3 空间几何体的表面积与体积
(一 )空间几何体的表面积
1棱柱、棱锥的表面积: 各个面面积之和
2 圆柱的表面积
3 圆锥的表面积2r rl S ππ+=
4 圆台的表面积22R Rl r rl S
ππππ+++= 5 球的表面积24R S π=
(二)空间几何体的体积
1柱体的体积
h S V ⨯=底 2锥体的体积 h S V ⨯=底3
1
3台体的体积 h S S S S V ⨯++=)3
1
下下上上( 4球体的体积 334R V π=
第二章 直线与平面的位置关系
2.1空间点、直线、平面之间的位置关系
2.1.1
1 平面含义:平面是无限延展的
2 平面的画法及表示
(1)平面的画法:水平放置的平面通常画成一个平行四边形,锐角画成450
,且横边画成邻边的2倍长(如图)
(2)平面通常用希腊字母α、β、γ等表示,如平面α、平面β等,也可以用表示平面的平行四边形的四个顶点或者相对的两个顶点的大写字母来表示,如平面AC 、平面ABCD 等。
3 三个公理:
(1)公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内 符号表示为
A ∈L
B ∈L => L α A ∈α B ∈α
公理1作用:判断直线是否在平面内
222r rl S ππ+= D C
B
A
α L
A ·
α
(2)公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。
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2作用:确定一个平面的依据。
(3)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过该点的公共直线。
符号表示为:P ∈α∩β =>α∩β
=L ,且P ∈L 公理3作用:判定两个平面是否相交的依据
2.1.2 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 ∥
b
c ∥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。
2.1.3 — 2.1.4 空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系
1、直线与平面有三种位置关系:
(1)直线在平面内 —— 有无数个公共点 (2)直线与平面相交 —— 有且只有一个公共点 (3)直线在平面平行 —— 没有公共点
指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a α来表示
a α a ∩α=A a ∥α
2.2.直线、平面平行的判定及其性质 2.2.1 直线与平面平行的判定
1、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。
简记为:线线平行,则线面平行。
符号表示:
C ·
B
·
A · α P
· α
L
β 共面直线
=>a ∥c
2
a α
b β => a∥α
a∥b
2.2.2 平面与平面平行的判定
1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。
符号表示:
a β
b β
a∩b = P β∥α
a∥α
b∥α
2、判断两平面平行的方法有三种:
(1)用定义;
(2)判定定理;
(3)垂直于同一条直线的两个平面平行。
2.2.3 —2.2.4直线与平面、平面与平面平行的性质
1、定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。
简记为:线面平行则线线平行。
符号表示:
a∥α
a β a∥b
α∩β= b
作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。
2、定理:如果两个平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。
符号表示:
α∥β
α∩γ= a a∥b
β∩γ= b
作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行
2.3直线、平面垂直的判定及其性质
2.3.1直线与平面垂直的判定
1、定义
如果直线L与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线L与平面α互相垂直,记作L⊥α,直线L叫做平面α的垂线,平面α叫做直线L的垂面。
如图,直线与平面垂直时,它们唯一公共点P叫做垂足。
L
p
α
2、判定定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。
注意点: a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视;
b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想。
2.3.2平面与平面垂直的判定
1、二面角的概念:表示从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形
A
梭 l
β
B
α
2、二面角的记法:二面角α-l-β或α-AB-β
3、两个平面互相垂直的判定定理:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直。
2.3.3 — 2.3.4直线与平面、平面与平面垂直的性质
1、定理:垂直于同一个平面的两条直线平行。
2性质定理: 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。
本章知识结构框图。