高考数学-立体几何知识点与例题讲解-题型方法技巧 学生用
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高中数学《必修2》立体几何知识点及解题思路空间几何体一、常见几何体的定义能说出棱柱、棱锥、棱台、圆柱、圆锥、圆台、球的定义和性质。
二、常见几何体的面积、体积公式1.圆柱:侧面积S侧cl 2 rl (其中c是底面周长,r是底面半径,l是圆柱的母线,也是高)表面积S表S侧S底2 rl 2 r2 2 r(r l)V柱体sh r2h12.圆锥:侧面积S侧cl rl (其中c是底面周长,r是底面半径,l是圆锥的母线)2表面积S表S侧S底rl r2 r(r l) 11 V椎体sh r2h 33(2 r 2 R)l3.圆台:侧面积S侧(r R)l (其中r、R是上下底面半径,l是圆台的母线)2表面积S表S侧S底(r R)l r2 R2 (rl Rl r2 R2) 1 V台体(S' S'S S)h (其中S'、S是上下底面面积,h是圆台的高)344.球:表面积S表4 R2,体积V球R3 3三、直观图:会用斜二侧画法画出平面图形的直观图。
画法步骤:①在原图中画一个直角坐标系,在新图中画一个夹角为45°的坐标系;②与x轴平行的线段仍然与x轴平行,长度不变;与y轴平行的线段仍然与y轴平行,但是长度减半。
四、三视图1.投影:光线照射物体留在屏幕上的影子。
①中心投影:光由一点向外散射形成的投影。
②平行投影:在平行光线照射下形成的投影。
③正投影:光线正对着投影面时的平行投影。
2.三视图:正视图:光线从前向后的正投影;侧视图:光线从左向右的正投影;俯视图:光线从上向下的正投影。
三视图的性质:侧视图和正视图的高相同;俯视图和正视图的长相同;侧视图和俯视图的宽相同。
第二章:点、直线、平面之间的位置关系一、立体几何中的公理与基本关系1.平面公理:公理1:如果一条直线上有两个点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。
公理2:过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面。
推论1:一条直线和直线外一点确定一个平面。
立体几何知识点and 例题讲解一、知识点<一>常用结论1.证明直线与直线的平行的思考途径:(1)转化为判定共面二直线无交点;(2)转化为二直线同与第三条直线平行;(3)转化为线面平行;(4)转化为线面垂直;(5)转化为面面平行. 2.证明直线与平面的平行的思考途径:(1)转化为直线与平面无公共点;(2)转化为线线平行;(3)转化为面面平行.3.证明平面与平面平行的思考途径:(1)转化为判定二平面无公共点;(2)转化为线面平行;(3)转化为线面垂直.4.证明直线与直线的垂直的思考途径:(1)转化为相交垂直;(2)转化为线面垂直;(3)转化为线与另一线的射影垂直;(4)转化为线与形成射影的斜线垂直. 5.证明直线与平面垂直的思考途径:(1)转化为该直线与平面内任一直线垂直;(2)转化为该直线与平面内相交二直线垂直;(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行;(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面;(5)转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直. 6.证明平面与平面的垂直的思考途径:(1)转化为判断二面角是直二面角;(2)转化为线面垂直. 7.夹角公式 :设a =123(,,)a a a ,b =123(,,)b b b ,则cos 〈a ,b 〉=112233222222123123a b a b a b a a ab b b++++++.8.异面直线所成角:cos |cos ,|a b θ=r r =121212222222111222||||||||x x y y z z a b a b x y z x y z ++⋅=⋅++⋅++r rrr(其中θ(090θ<≤o o)为异面直线a b ,所成角,,a b r r 分别表示异面直线a b ,的方向向量) 9.直线AB 与平面所成角:sin||||AB m arc AB m β⋅=(m 为平面α的法向量). 10、空间四点A 、B 、C 、P 共面OC z OB y OA x OP ++=⇔,且 x + y + z = 1 11.二面角l αβ--的平面角cos ||||m n arc m n θ⋅= 或cos ||||m narc m n π⋅-(m ,n 为平面α,β的法向量).12.三余弦定理:设AC 是α内的任一条直线,且BC ⊥AC ,垂足为C ,又设AO 与AB 所成的角为1θ,AB 与AC 所成的角为2θ,AO 与AC 所成的角为θ.则12cos cos cos θθθ=.13.空间两点间的距离公式 若A 111(,,)x y z ,B 222(,,)x y z ,则,A B d =||AB AB AB =⋅222212121()()()x x y y z z =-+-+-.14.异面直线间的距离: ||||CD n d n ⋅=(12,l l 是两异面直线,其公垂向量为n ,C D 、分别是12,l l 上任一点,d 为12,l l 间的距离).15.点B 到平面α的距离:||||AB n d n ⋅= (n 为平面α的法向量,AB 是经过面α的一条斜线,A α∈). 16.三个向量和的平方公式:2222()222a b c a b c a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅2222||||cos ,2||||cos ,2||||cos ,a b c a b a b b c b c c a c a =+++⋅+⋅+⋅17. 长度为l 的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为123l l l 、、,夹角分别为123θθθ、、,则有2222123l l l l =++222123cos cos cos 1θθθ⇔++=222123sin sin sin 2θθθ⇔++=.(立体几何中长方体对角线长的公式是其特例).18. 面积射影定理 'cos S S θ=.(平面多边形及其射影的面积分别是S 、'S ,它们所在平面所成锐二面角的θ).19. 球的组合体(1)球与长方体的组合体: 长方体的外接球的直径是长方体的体对角线长.(2)球与正方体的组合体:正方体的内切球的直径是正方体的棱长, 正方体的棱切球的直径是正方体的面对角线长, 正方体的外接球的直径是正方体的体对角线长.(3) 球与正四面体的组合体: 棱长为a 的正四面体的内切球的半径为612a ,外接球的半径为64a . 20. 求点到面的距离的常规方法是什么?(直接法、体积法)〈二〉温馨提示:1.在用反三角函数表示直线的倾斜角、两条异面直线所成的角等时,你是否注意到它们各自的取值范围及义? ① 异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角的取值范围依次.② 直线的倾斜角、到的角、与的夹角的取值范围依次是.③ 反正弦、反余弦、反正切函数的取值范围分别是.〈三〉解题思路:1、平行垂直的证明主要利用线面关系的转化:线∥线线∥面面∥面判定线⊥线线⊥面面⊥面性质线∥线线⊥面面∥面←→−←→−−→−−←→−←→−←−−−←→−←→−线面平行的判定: a b b a a ∥,面,∥面⊂⊄⇒ααα abα线面平行的性质:αααβαβ∥面,面,∥⊂=⇒ b a b 三垂线定理(及逆定理):P A A O P O ⊥面,为在内射影,面,则αααa ⊂a OA a PO a PO a AO⊥⊥;⊥⊥⇒⇒αaPO线面垂直:a b a c b c b c O a ⊥,⊥,,,⊥⊂=⇒ααaO α b c面面垂直:a a ⊥面,面⊥αββα⊂⇒面⊥面,,,⊥⊥αβαβαβ=⊂⇒l l aaaα alβa b a b ⊥面,⊥面∥αα⇒ 面⊥,面⊥∥αβαβa a ⇒ a bα2、三类角的定义及求法(1)异面直线所成的角θ,0°<θ≤90°(2)直线与平面所成的角θ,0°≤θ≤90°θαα=时,∥或0b ob ⊂()二面角:二面角的平面角,30180αβθθ--<≤l o o(三垂线定理法:A ∈α作或证AB ⊥β于B ,作BO ⊥棱于O ,连AO ,则AO ⊥棱l ,∴∠AOB 为所求。
高考立体几何知识点与题型精讲在高考数学中,立体几何是一个重要的板块,它不仅考查学生的空间想象能力,还对逻辑推理和数学运算能力有较高要求。
接下来,咱们就一起深入探讨一下高考立体几何的知识点和常见题型。
一、知识点梳理1、空间几何体的结构特征(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。
(2)棱锥:有一个面是多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形。
(3)棱台:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分。
2、空间几何体的表面积和体积(1)圆柱的表面积:S =2πr² +2πrl (r 为底面半径,l 为母线长)。
体积:V =πr²h (h 为高)。
(2)圆锥的表面积:S =πr² +πrl 。
体积:V =1/3πr²h 。
(3)球的表面积:S =4πR² 。
体积:V =4/3πR³ 。
3、空间点、直线、平面之间的位置关系(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。
(2)公理 2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面。
(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。
4、直线与平面平行的判定与性质(1)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。
(2)性质定理: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。
5、平面与平面平行的判定与性质(1)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。
(2)性质定理: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。
6、直线与平面垂直的判定与性质(1)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。
(2)性质定理:垂直于同一个平面的两条直线平行。
7、平面与平面垂直的判定与性质(1)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。
高考数学立体几何题大纲详解一、立体几何题的重要性1、立体几何在高考数学中的分值占比2、对学生空间想象能力和逻辑推理能力的考察二、常见立体几何题型1、证明线面平行与垂直11 线面平行的判定定理及应用12 线面垂直的判定定理及应用2、求空间角21 异面直线所成角22 线面角23 二面角3、求几何体的体积与表面积31 柱体的体积与表面积32 锥体的体积与表面积33 球体的体积与表面积三、解题方法与技巧1、建立空间直角坐标系11 坐标系的建立原则12 利用向量法求解线面角、二面角等2、传统几何法21 作辅助线的技巧22 利用几何性质进行推理和计算3、转化与化归思想31 把空间问题转化为平面问题32 体积与表面积的转化四、历年高考真题分析1、选取典型真题11 对各题型的覆盖情况12 难度分布2、详细解析真题21 解题思路的梳理22 易错点和难点的剖析五、备考策略1、基础知识的巩固11 定理、公式的熟练掌握12 常见几何体的性质2、大量练习21 模拟题与真题的训练22 错题的整理与反思3、提高解题速度和准确性31 限时训练32 答题规范的养成六、考试注意事项1、认真审题11 理解题目中的条件和要求12 挖掘隐含条件2、答题步骤的完整性21 证明过程的逻辑严密性22 计算过程的准确性3、时间分配31 根据题型和难度合理安排时间32 留出检查的时间以上内容对高考数学立体几何题进行了较为全面的大纲详解,希望对您有所帮助。
立体几何大题题型及解题方法立体几何大题一般考以下五个方面:一、平行位置关系的证明1、证明线面平行(重点)解题方法:(1)线面平行判定定理;(2)面面平行的性质定理。
2、证明面面平行解题方法:(1)面面平行的判定定理;(2)面面平行判定定理的推论;(3)垂直于同一直线的两平面平行;(4)平行平面的传递性。
3、平行位置关系的探索(1)对命题条件的探索;(2)对命题结论的探索;(3)通过翻折来探索。
二、垂直位置关系的证明1、证明线线垂直解题方法:2、证明线面垂直(重点)解题方法:3、证明面面垂直4、垂直位置关系的探索(1)对命题条件的探索;(2)对命题结论的探索;(3)通过翻折来探索。
三、求空间距离1、点到平面的距离解题方法:2、空间线段长解题方法:(1)解三角形法;(2)列方程法。
四、求几何体体积五、求空间角1、异面直线所成的角2、直线与平面所成的角考点一:如何判断空间中点、线、面的位置关系(排除法)考点二:平行位置关系的证明证明题一般的解题步骤:一、根据题目的问题,确定要证明什么;根据题目的条件,确定用什么证明方法,如果无法确定,则要通过逆向思维来分析题目;二、看题目是否需要作辅助线(创造条件),证明平行位置问题一般作的辅助线是连等分点,特别是中点;三、根据确定的证明方法,看该方法需要多少个条件,然后看题目给的条件通过什么方式给,如果是间接条件则需要推理证明得出,如果是直接条件或隐含条件则直接罗列;四、准备好条件后,再次检查条件是否都满足,是否都罗列了,最后得出结论;五、规范书写答案过程:一般过程为1、作辅助线;2、准备间接条件;3、罗列直接条件或隐含条件;4、得出结论。
1、证明线面平行(重点)解题方法:2、证明面面平行解题方法:(1)面面平行的判定定理(最常用方法):(2)面面平行判定定理的推论:(3)垂直于同一直线的两平面平行;(4)3、平行位置关系的探索考点三、垂直位置关系的证明证明垂直的解题步骤:一、根据题目的问题,确定要证明什么;根据题目的条件,确定用什么证明方法,如果无法确定,则要通过逆向思维来分析题目;二、要注意先确定谁垂直于谁,如1、证明线线垂直时常考虑其中一条直线垂直于另一条直线所在的平面,究竟选择哪一条直线垂直于另一条直线所在的平面,需要通过对条件及图形结构做深入细致分析、尝试、判断。
四类立体几何题型-高考数学大题秒杀技巧立体几何问题一般分为四类:类型1:线面平行问题类型2:线面垂直问题类型3:点面距离问题类型4:线面及面面夹角问题下面给大家对每一个类型进行秒杀处理.技巧:法向量的求算待定系数法:步骤如下:①设出平面的法向量为n =x ,y ,z .②找出(求出)平面内的两个不共线的向量a =a 1,b 1,c 1 ,b =a 2,b 2,c 2 .③根据法向量的定义建立关于x ,y ,z 的方程组n ⋅a =0n ⋅b =0④解方程组,取其中的一个解,即得法向量.注意:在利用上述步骤求解平面的法向量时,方程组n ⋅a =0n ⋅b =0有无数多个解,只需给x ,y ,z 中的一个变量赋于一个值,即可确定平面的一个法向量;赋的值不同,所求平面的法向量就不同,但它们是共线向量.秒杀:口诀:求谁不看谁,积差很崩溃(求外用外减,求内用内减)向量a =x 1,y 1,z 1 ,b =x 2,y 2,z 2 是平面α内的两个不共线向量,则向量n =y 1z 2−y 2z 1,x 2z 1−x 1z 2,x 1y 2−x 2y 1 是平面α的一个法向量.特别注意:空间点不容易表示出来时直接设空间点的坐标,然后利用距离列三个方程求解.类型1:线面平行问题方法一:中位线型:如图⑴,在底面为平行四边形的四棱锥P -ABCD 中,点E 是PD 的中点.求证:PB ⎳平面AEC .分析:方法二:构造平行四边形如图⑵, 平行四边形ABCD 和梯形BEFC 所在平面相交,BE ⎳CF ,求证:AE ⎳平面DCF .分析:过点E作EG⎳AD交FC于G,DG就是平面AEGD与平面DCF的交线,那么只要证明AE⎳DG即可。
方法三:作辅助面使两个平面是平行如图⑶,在四棱锥O-ABCD中,底面ABCD为菱形,M为OA的中点,N为BC的中点,证明:直线MN‖平面OCD分析::取OB中点E,连接ME,NE,只需证平面MEN∥平面OCD。
【考点梳理】一、考试内容1.平面。
平面的基本性质。
平面图形直观图的画法。
2.两条直线的位置关系。
平行于同一条直线的两条直线互相平行。
对应边分别平行的角。
异面直线所成的角。
两条异面直线互相垂直的概念。
异面直线的公垂线及距离。
3.直线和平面的位置关系。
直线和平面平行的判定与性质。
直线和平面垂直的判定与性质。
点到平面的距离。
斜线在平面上的射影。
直线和平面所成的角。
三垂线定理及其逆定理。
4.两个平面的位置关系。
平面平行的判定与性质。
平行平面间的距离。
二面角及其平面角。
两个平面垂直的判定与性质。
二、考试要求1.掌握平面的基本性质,空间两条直线、直线与平面、平面与平面的位置关系(特别是平行和垂直关系)以及它们所成的角与距离的概念。
对于异面直线的距离,只要求会计算已给出公垂线时的距离。
2.能运用上述概念以及有关两条直线、直线和平面、两个平面的平行和垂直关系的性质与判定,进行论证和解决有关问题。
对于异面直线上两点的距离公式不要求记忆。
3.会用斜二测画法画水平放置的平面图形(特别是正三角形、正四边形、正五边形、正六边形)的直观图。
能够画出空间两条直线、两个平面、直线和平面的各种位置关系的图形,能够根据图形想象它们的位置关系。
4.理解用反证法证明命题的思路,会用反证法证明一些简单的问题。
三、考点简析1.空间元素的位置关系2.平行、垂直位置关系的转化3.空间元素间的数量关系(1)角①相交直线所成的角;②异面直线所成的角——转化为相交直线所成的角;③直线与平面所成的角——斜线与斜线在平面内射影所成的角;④二面角——用二面角的平面角来度量。
(2)距离①两点之间的距离——连接两点的线段长;②点线距离——点到垂足的距离;③点面距离——点到垂足的距离;④平行线间的距离——平行线上一点到另一直线的距离;⑤异面直线间的距离——公垂线在两条异面直线间的线段长;⑥线面距离——平行线上一点到平面的距离;⑦面面距离——平面上一点到另一平面的距离;⑧球面上两点距离——球面上经过两点的大圆中的劣弧的长度。
立体几何知识点例题讲解一、知识点 <一>常用结论1.证明直线与直线的平行的思考途径:(1)转化为判定共面二直线无交点;(2)转化为二直线同与第三条直线平行;(3)转化为线面平行;(4)转化为线面垂直;(5)转化为面面平行. 2.证明直线与平面的平行的思考途径:(1)转化为直线与平面无公共点;(2)转化为线线平行;(3)转化为面面平行. 3.证明平面与平面平行的思考途径:(1)转化为判定二平面无公共点;(2)转化为线面平行;(3)转化为线面垂直. 4.证明直线与直线的垂直的思考途径:(1)转化为相交垂直;(2)转化为线面垂直;(3)转化为线与另一线的射影垂直;(4)转化为线与形成射影的斜线垂直.5.证明直线与平面垂直的思考途径:(1)转化为该直线与平面内任一直线垂直;(2)转化为该直线与平面内相交二直线垂直;(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行;(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面;(5)转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直. 6.证明平面与平面的垂直的思考途径:(1)转化为判断二面角是直二面角;(2)转化为线面垂直.7.夹角公式 :设a =123(,,)a a a ,b =123(,,)b b b ,则cos 〈a ,b 〉=112233222222123123a b a b a b a a ab b b++++++.8.异面直线所成角:cos |cos ,|a b θ=r r=121212222222111222||||||||x x y y z z a b a b x y z x y z ++⋅=⋅++⋅++r rr r(其中θ(090θ<≤o o)为异面直线a b ,所成角,,a b r r 分别表示异面直线a b,的方向向量)9.直线AB 与平面所成角:sin ||||AB marc AB m β⋅=(m 为平面α的法向量). 10、空间四点A 、B 、C 、P 共面OC z OB y OA x OP ++=⇔,且 x + y + z = 1 11.二面角l αβ--的平面角cos ||||m n arc m n θ⋅= 或cos ||||m narc m n π⋅-(m ,n 为平面α,β的法向量).12.三余弦定理:设AC 是α内的任一条直线,且BC ⊥AC ,垂足为C ,又设AO 与AB 所成的角为1θ,AB 与AC 所成的角为2θ,AO 与AC 所成的角为θ.则12cos cos cos θθθ=.13.空间两点间的距离公式 若A 111(,,)x y z ,B 222(,,)x y z ,则,A B d =||AB AB AB =⋅ 222212121()()()x x y y z z =-+-+-. 14.异面直线间的距离: ||||CD n d n ⋅=(12,l l 是两异面直线,其公垂向量为n ,C D 、分别是12,l l 上任一点,d 为12,l l 间的距离).15.点B 到平面α的距离:||||AB n d n ⋅=(n 为平面α的法向量,AB 是经过面α的一条斜线,A α∈).16.三个向量和的平方公式:2222()222a b c a b c a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅2222||||cos ,2||||cos ,2||||cos ,a b c a b a b b c b c c a c a =+++⋅+⋅+⋅ 17. 长度为l 的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为123l l l 、、,夹角分别为123θθθ、、,则有2222123l l l l =++222123cos cos cos 1θθθ⇔++=222123sin sin sin 2θθθ⇔++=. (立体几何中长方体对角线长的公式是其特例).18. 面积射影定理 'cos S S θ=.(平面多边形及其射影的面积分别是S 、'S ,它们所在平面所成锐二面角的θ).19. 球的组合体(1)球与长方体的组合体: 长方体的外接球的直径是长方体的体对角线长.(2)球与正方体的组合体:正方体的内切球的直径是正方体的棱长, 正方体的棱切球的直径是正方体的面对角线长, 正方体的外接球的直径是正方体的体对角线长.(3) 球与正四面体的组合体: 棱长为a 的正四面体的内切球的半径为612a ,外接球的半径为64a . 20. 求点到面的距离的常规方法是什么?(直接法、体积法) 21. 求多面体体积的常规方法是什么?(割补法、等积变换法) 〈二〉温馨提示:1.在用反三角函数表示直线的倾斜角、两条异面直线所成的角等时,你是否注意到它们各自的取值范围及义?① 异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角的取值范围依次.② 直线的倾斜角、到的角、与的夹角的取值范围依次是.③反正弦、反余弦、反正切函数的取值范围分别是.〈三〉解题思路:1、平行垂直的证明主要利用线面关系的转化:线∥线线∥面面∥面判定线⊥线线⊥面面⊥面性质线∥线线⊥面面∥面←→−←→−−→−−←→−←→−←−−−←→−←→−线面平行的判定: a b b a a ∥,面,∥面⊂⊄⇒αααabα线面平行的性质:αααβαβ∥面,面,∥⊂=⇒ b a b三垂线定理(及逆定理):P A A O P O ⊥面,为在内射影,面,则αααa ⊂a OA a PO a PO a AO⊥⊥;⊥⊥⇒⇒αaPO线面垂直:a b a c b c b c O a ⊥,⊥,,,⊥⊂=⇒ααaO α b c面面垂直:a a ⊥面,面⊥αββα⊂⇒ 面⊥面,,,⊥⊥αβαβαβ=⊂⇒l l aaaα alβa b a b ⊥面,⊥面∥αα⇒面⊥,面⊥∥αβαβa a ⇒ a bα2、三类角的定义及求法(1)异面直线所成的角θ,0°<θ≤90°(2)直线与平面所成的角θ,0°≤θ≤90°θαα=时,∥或0bo b⊂()二面角:二面角的平面角,3018αβθθ--<≤l o o(三垂线定理法:A∈α作或证AB⊥β于B,作BO⊥棱于O,连AO,则AO⊥棱l,∴∠AOB为所求。
高考数学中的常见立体几何立体几何是数学中的一个重要分支,它研究空间中的图形和体积。
在高考数学中,立体几何是一个重要的考点,掌握了立体几何的基本知识和解题方法,可以帮助我们更好地解决与空间相关的问题。
本文将介绍常见的高考数学立体几何题目及解题技巧。
一、平面几何的基本概念在进行立体几何的学习之前,我们首先需要了解平面几何的基本概念。
在平面几何中,我们熟悉了点、直线、线段、角等概念。
在立体几何中,我们将这些概念扩展到了三维空间中。
首先,我们需要了解立体几何中的基本单元——点、线和面。
1.1 点在立体几何中,点是最基本的概念,它没有长度、宽度和高度。
一个点在空间中没有位置,不属于任何其他图形。
1.2 线在平面几何中,直线是由一列无穷多的点组成的。
在立体几何中,直线也是由无穷多个点组成的,但是它们是三维空间中的点。
直线没有宽度,长度无限延伸。
1.3 面在立体几何中,我们熟悉平面,它由无限多个点组成。
在立体几何中,平面变成了面。
面是一个没有厚度的表面,它可以被看作是两个无穷多的平行线之间的空间。
二、常见的立体几何题型及解题方法在高考数学中,常见的立体几何题型包括立体的体积、表面积及三视图等。
解题时,我们可以运用一些基本的几何关系和公式来求解。
2.1 立体体积立体体积是一个常见的题型,通过计算几何图形所占据的空间的大小来求解。
其中,常见的立体体积的公式有:(1)长方体体积公式:V = l × w × h(2)正方体体积公式:V = a³(3)圆柱体体积公式:V = πr²h(4)圆锥体体积公式:V = 1/3πr²h(5)球体体积公式:V = 4/3πr³解题时,只需要将给定的参数代入相应的公式中进行计算,即可得到所求的体积值。
2.2 立体表面积立体表面积也是一个常见的题型,通过计算几何图形所占据的表面的大小来求解。
其中,常见的立体表面积的公式有:(1)长方体表面积公式:A = 2lw + 2lh + 2wh(2)正方体表面积公式:A = 6a²(3)圆柱体表面积公式:A = 2πrh + 2πr²(4)圆锥体表面积公式:A = πr (r + l)解题时,首先需要确定图形的全部面积,然后根据公式进行计算,最后将各个部分的表面积相加即可。
高中数学解题技巧之立体几何求解立体几何是高中数学中的一个重要部分,它涉及到空间中的图形和体积计算。
在解决立体几何问题时,掌握一些解题技巧是非常重要的。
本文将介绍一些常见的立体几何题型,并重点讲解解题的方法和技巧,帮助读者更好地理解和应用。
一、平行四边形面积求解平行四边形是立体几何中常见的图形,求解其面积是我们经常遇到的问题。
当给定平行四边形的底边长度和高度时,我们可以利用以下公式计算面积:面积 = 底边长度 ×高度例如,已知一个平行四边形的底边长为6cm,高度为4cm,那么它的面积可以通过计算6cm × 4cm = 24cm²得出。
二、立体体积求解在立体几何中,计算体积是一个常见的问题。
以下是一些常见的立体体积求解方法:1. 直方体体积求解直方体是一种六个面都是矩形的立体图形。
当我们知道直方体的长、宽和高时,可以通过以下公式计算其体积:体积 = 长 ×宽 ×高例如,已知一个直方体的长为5cm,宽为3cm,高为2cm,那么它的体积可以通过计算5cm × 3cm × 2cm = 30cm³得出。
2. 圆柱体体积求解圆柱体是一个底面和顶面都是圆形的立体图形。
当我们知道圆柱体的底面半径和高时,可以通过以下公式计算其体积:体积= π × 半径² ×高例如,已知一个圆柱体的底面半径为4cm,高为6cm,那么它的体积可以通过计算3.14 × 4cm × 4cm × 6cm = 301.44cm³得出。
三、立体几何题型举例1. 题目:已知一个正方体的边长为3cm,求其体积和表面积。
解析:正方体的体积可以通过边长的立方计算得出,即3cm × 3cm × 3cm =27cm³。
而正方体的表面积可以通过六个面的面积之和计算得出,即6 × (3cm ×3cm) = 54cm²。
立体几何知识点and 例题讲解一、知识点<一>常用结论1.证明直线与直线的平行的思考途径:(1)转化为判定共面二直线无交点;(2)转化为二直线同与第三条直线平行;(3)转化为线面平行;(4)转化为线面垂直;(5)转化为面面平行. 2.证明直线与平面的平行的思考途径:(1)转化为直线与平面无公共点;(2)转化为线线平行;(3)转化为面面平行.3.证明平面与平面平行的思考途径:(1)转化为判定二平面无公共点;(2)转化为线面平行;(3)转化为线面垂直.4.证明直线与直线的垂直的思考途径:(1)转化为相交垂直;(2)转化为线面垂直;(3)转化为线与另一线的射影垂直;(4)转化为线与形成射影的斜线垂直. 5.证明直线与平面垂直的思考途径:(1)转化为该直线与平面内任一直线垂直;(2)转化为该直线与平面内相交二直线垂直;(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行;(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面;(5)转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直. 6.证明平面与平面的垂直的思考途径:(1)转化为判断二面角是直二面角;(2)转化为线面垂直. 7.夹角公式 :设a =123(,,)a a a ,b =123(,,)b b b ,则cos 〈a ,b 〉=112233222222123123a b a b a b a a ab b b++++++.8.异面直线所成角:cos |cos ,|a b θ=r r =121212222222111222||||||||x x y y z z a b a b x y z x y z ++⋅=⋅++⋅++r rrr(其中θ(090θ<≤o o)为异面直线a b ,所成角,,a b r r 分别表示异面直线a b ,的方向向量) 9.直线AB 与平面所成角:sin ||||AB m arc AB m β⋅= (m为平面α的法向量). 10、空间四点A 、B 、C 、P 共面OC z OB y OA x OP ++=⇔,且 x + y + z = 1 11.二面角l αβ--的平面角cos ||||m n arc m n θ⋅= 或cos ||||m narc m n π⋅-(m ,n 为平面α,β的法向量).12.三余弦定理:设AC 是α内的任一条直线,且BC ⊥AC ,垂足为C ,又设AO 与AB 所成的角为1θ,AB 与AC 所成的角为2θ,AO 与AC 所成的角为θ.则12cos cos cos θθθ=.13.空间两点间的距离公式 若A 111(,,)x y z ,B 222(,,)x y z ,则,A B d =||AB AB AB =⋅222212121()()()x x y y z z =-+-+-.14.异面直线间的距离: ||||CD n d n ⋅=(12,l l 是两异面直线,其公垂向量为n ,C D 、分别是12,l l 上任一点,d 为12,l l 间的距离).15.点B 到平面α的距离:||||AB n d n ⋅= (n 为平面α的法向量,AB 是经过面α的一条斜线,A α∈). 16.三个向量和的平方公式:2222()222a b c a b c a b b c c a ++=+++⋅+⋅+⋅2222||||cos ,2||||cos ,2||||cos ,a b c a b a b b c b c c a c a =+++⋅+⋅+⋅17. 长度为l 的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为123l l l 、、,夹角分别为123θθθ、、,则有2222123l l l l =++222123cos cos cos 1θθθ⇔++=222123sin sin sin 2θθθ⇔++=.(立体几何中长方体对角线长的公式是其特例).18. 面积射影定理 'cos S S θ=.(平面多边形及其射影的面积分别是S 、'S ,它们所在平面所成锐二面角的θ).19. 球的组合体(1)球与长方体的组合体: 长方体的外接球的直径是长方体的体对角线长.(2)球与正方体的组合体:正方体的内切球的直径是正方体的棱长, 正方体的棱切球的直径是正方体的面对角线长, 正方体的外接球的直径是正方体的体对角线长.(3) 球与正四面体的组合体: 棱长为a 的正四面体的内切球的半径为612a ,外接球的半径为64a . 20. 求点到面的距离的常规方法是什么?(直接法、体积法)〈二〉温馨提示:1.在用反三角函数表示直线的倾斜角、两条异面直线所成的角等时,你是否注意到它们各自的取值范围及义? ① 异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角的取值范围依次.② 直线的倾斜角、到的角、与的夹角的取值范围依次是.③ 反正弦、反余弦、反正切函数的取值范围分别是.〈三〉解题思路:1、平行垂直的证明主要利用线面关系的转化:线∥线线∥面面∥面判定线⊥线线⊥面面⊥面性质线∥线线⊥面面∥面←→−←→−−→−−←→−←→−←−−−←→−←→−线面平行的判定: a b b a a ∥,面,∥面⊂⊄⇒ααα abα线面平行的性质:αααβαβ∥面,面,∥⊂=⇒ b a b 三垂线定理(及逆定理):P A A O P O ⊥面,为在内射影,面,则αααa ⊂a OA a PO a PO a AO⊥⊥;⊥⊥⇒⇒αaPO线面垂直:a b a c b c b c O a ⊥,⊥,,,⊥⊂=⇒ααaO α b c面面垂直: a a ⊥面,面⊥αββα⊂⇒ 面⊥面,,,⊥⊥αβαβαβ=⊂⇒l l aaaα alβa b a b⊥面,⊥面∥αα⇒ 面⊥,面⊥∥αβαβa a ⇒ a bα2、三类角的定义及求法(1)异面直线所成的角θ,0°<θ≤90°(2)直线与平面所成的角θ,0°≤θ≤90°θαα=时,∥或0b ob ⊂()二面角:二面角的平面角,30180αβθθ--<≤l o o(三垂线定理法:A ∈α作或证AB ⊥β于B ,作BO ⊥棱于O ,连AO ,则AO ⊥棱l ,∴∠AOB 为所求。
)三类角的求法:①找出或作出有关的角。
②证明其符合定义,并指出所求作的角。
③计算大小(解直角三角形,或用余弦定理(四).棱柱和棱锥(1). 棱柱.a.①直棱柱侧面积:Ch S =(C 为底面周长,h 是高)该公式是利用直棱柱的侧面展开图为矩形得出的. ②斜棱住侧面积:l C S 1=(1C 是斜棱柱直截面周长,l 是斜棱柱的侧棱长)该公式是利用斜棱柱的侧面展开图为平行四边形得出的.b.{四棱柱}⊃{平行六面体}⊃{直平行六面体}⊃{长方体}⊃{正四棱柱}⊃{正方体}. {直四棱柱} {平行六面体}={直平行六面体}.四棱柱平行六面体直平行六面体长方体正四棱柱正方体底面是平行四边形侧棱垂直底面底面是矩形底面是正方形侧面与底面边长相等c.棱柱具有的性质: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棱柱的两个底面与平行于底面的截面是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.注:①棱柱有一个侧面和底面的一条边垂直可推测是直棱柱. (×) (直棱柱不能保证底面是矩形,可如图) ②(直棱柱定义)棱柱有一条侧棱和底面垂直. d.平行六面体:定理一:平行六面体的对角线交于一点,并且在交点处互相平分. [注]:四棱柱的对角线不一定相交于一点.定理二:长方体的一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱长的平方和.推论一:长方体一条对角线与同一个顶点的三条棱所成的角为γβα,,,则 1cos cos cos 222=++γβα. 推论二:长方体一条对角线与同一个顶点的三各侧面所成的角为γβα,,,则2cos cos cos 222=++γβα. [注]:①有两个侧面是矩形的棱柱是直棱柱.(×)(斜四棱柱的两个平行的平面可以为矩形) ②各侧面都是正方形的棱柱一定是正棱柱.(×)(应是各侧面都是正方形的直棱柱才行)③对角面都是全等的矩形的直四棱柱一定是长方体.(×)(只能推出对角线相等,推不出底面为矩形) ④棱柱成为直棱柱的一个必要不充分条件是棱柱有一条侧棱与底面的两条边垂直. (两条边可能相交,可能不相交,若两条边相交,则应是充要条件)(2). 棱锥:棱锥是一个面为多边形,其余各面是有一个公共顶点的三角形. [注]:①一个三棱锥四个面可以都为直角三角形.②一个棱柱可以分成等体积的三个三棱锥;所以棱柱棱柱3V Sh V ==.a.①正棱锥定义:底面是正多边形;顶点在底面的射影为底面正多边形的中心. [注]:i. 正四棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形.(不是等边三角形) ii. 正四面体是各棱相等,而正三棱锥是底面为正三角形,侧棱与底棱不一定相等iii. 正棱锥定义的推论:若一个棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形(即侧棱相等);底面为正多边形. ②正棱锥的侧面积:'Ch 21S =(底面周长为C ,斜高为'h ) ③棱锥的侧面积与底面积的射影公式:αcos 底侧S S =(侧面与底面成的二面角为α)附:以知c ⊥l ,b a =⋅αcos ,α为二面角b l a --. 则l a S ⋅=211①,bl S ⋅=212②,b a =⋅αcos ③ ⇒①②③得αcos 底侧S S =. 注:S 为任意多边形的面积(可分别求多个三角形面积和的方法).b.棱锥具有的性质:①正棱锥各侧棱相等,各侧面都是全等的等腰三角形,各等腰三角形底边上的高相等labc(它叫做正棱锥的斜高).②正棱锥的高、斜高和斜高在底面内的射影组成一个直角三角形,正棱锥的高、侧棱、侧棱在底面内的射影也组成一个直角三角形.c.特殊棱锥的顶点在底面的射影位置:①棱锥的侧棱长均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心.②棱锥的侧棱与底面所成的角均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形的外心. ③棱锥的各侧面与底面所成角均相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形内心. ④棱锥的顶点到底面各边距离相等,则顶点在底面上的射影为底面多边形内心. ⑤三棱锥有两组对棱垂直,则顶点在底面的射影为三角形垂心. ⑥三棱锥的三条侧棱两两垂直,则顶点在底面上的射影为三角形的垂心.⑦每个四面体都有外接球,球心0是各条棱的中垂面的交点,此点到各顶点的距离等于球半径; ⑧每个四面体都有内切球,球心I 是四面体各个二面角的平分面的交点,到各面的距离等于半径. [注]:i. 各个侧面都是等腰三角形,且底面是正方形的棱锥是正四棱锥.(×)(各个侧面的等腰三角形不知是否全等)ii. 若一个三棱锥,两条相对棱互相垂直,则第三组相对棱必然垂直. 简证:AB ⊥CD ,AC ⊥BD ⇒ BC ⊥AD. 令b AC c AD a AB ===,, 得c a c b AD BC c AD a b AB AC BC -=⋅⇒=-=-=,,已知()()0,0=-⋅=-⋅c a b b c a0=-⇒c b c a 则0=⋅AD BC .iii. 空间四边形OABC 且四边长相等,则顺次连结各边的中点的四边形一定是矩形. iv. 若是四边长与对角线分别相等,则顺次连结各边的中点的四边是一定是正方形.简证:取AC 中点'O ,则⊥⇒⊥'⊥'AC AC O B AC o o ,平面=∠⇒⊥⇒'FGH BO AC B O O 90°易知EFGH 为平行四边形⇒EFGH 为长方形.若对角线等,则 EFGH FG EF ⇒=为正方形.(3). 球:a.球的截面是一个圆面.①球的表面积公式:24R S π=.②球的体积公式:334R V π=.b.纬度、经度:①纬度:地球上一点P 的纬度是指经过P 点的球半径与赤道面所成的角的度数.②经度:地球上B A ,两点的经度差,是指分别经过这两点的经线与地轴所确定的二个半平面的二面角的度B CDAabcFEHGBCDAO'O r数,特别地,当经过点A 的经线是本初子午线时,这个二面角的度数就是B 点的经度.附:①圆柱体积:h r V 2π=(r 为半径,h 为高)②圆锥体积:h r V 231π=(r 为半径,h 为高)③锥体体积:Sh V 31=(S 为底面积,h 为高)(1). ①内切球:当四面体为正四面体时,设边长为a ,a h 36=,243a S =底,243a S =侧,得R a R a a a ⋅⋅+⋅=⋅2224331433643a a a R 46342334/42=⋅==⇒. 注:球内切于四面体:h S R S 313R S 31V 底底侧AC D B ⋅=⋅+⋅⋅⋅=-。