高考真题立体几何文科
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2012-2018年新课标全国卷Ⅰ文科数学汇编立 体 几 何一、选择题【2017,6】如图,在下列四个正方体中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直接AB 与平面MNQ 不平行的是( )【2016,7】如图所示,某几何体的三视图是三个半径相等的圆及每个圆中两条相互垂直的半径.若该几何体的体积是28π3,则它的表面积是( ) A .17π B . 18π C . 20π D . 28π【2016,11】平面α过正方体1111ABCD A B C D -的顶点A ,α∥平面11CB D ,α平面ABCD m =,α平面11ABB A n =,则,m n 所成角的正弦值为( )A .32 B .22 C .33 D .13【2015,6】《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书 中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺,问”积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,米堆的体积和堆放的米各位多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米有( ) A .14斛 B .22斛 C .36斛 D .66斛【2015,11】圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体,该几何体的三视图中的正视图和俯视图如图所示,若该几何体的表面积为16+20π,则r =( ) B A .1 B .2 C .4 D .8【2015,11】 【2014,8】 【2013,11】 【2012,7】【2014,8】如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的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【2013,11】某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为( ).A .16+8πB .8+8πC .16+16πD .8+16π【2012,7】如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则此几何体的体积为A .6B .9C .12D .15【2012,8】平面α截球O 的球面所得圆的半径为1,球心O 到平面α的距离为2,则此球的体积为( )A .6πB .43πC .46πD .63π【2018,5】已知圆柱的上、下底面的中心分别为O 1,O 2,过直线O 1O 2的平面截该圆柱所得的截面是面积为8的正方形,该圆柱的表面积为A. 12πB. 12πC. 8πD. 10π【2018,9】某圆柱的高为2,底面周长为16,其三视图如右图,圆柱表面上的点M 在正视图上的对应点为A ,圆柱表面上的点N 在左视图上的对应点为B ,则在此圆柱侧面上,从M 到N 的路径中,最短路径的长度为A. 2B.C. 3D.2【2018,10】在长方形ABCD-A 1B 1C 1D 1中,AB=BC=2,AC 1与平面BB 1C 1C 所成的角为30°,则该长方体的体积为A. 8B. 6C. 8D.8二、填空题【2017,16】已知三棱锥S ABC -的所有顶点都在球O 的球面上,SC 是球O 的直径.若平面SCA SCB ⊥平面,SA AC =,SB BC =,三棱锥S ABC -的体积为9,则球O 的表面积为_______. 【2013,15】已知H 是球O 的直径AB 上一点,AH ∶HB =1∶2,AB ⊥平面α,H 为垂足,α截球O 所得截面的面积为π,则球O 的表面积为______.三、解答题【2017,18】如图,在四棱锥P ABCD -中,AB ∥CD ,且90BAP CDP ∠=∠=︒.(1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA PD AB DC ===,90APD ∠=︒,且四棱锥P ABCD -的体积为83,求该四棱锥的侧面积.【2016,18】如图所示,已知正三棱锥P ABC -的侧面是直角三角形,6PA =,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D ,D 在平面PAB 内的正投影为点E .连结PE 并延长交AB 于点G . (1)求证:G 是AB 的中点;(2)在题图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.PABD CGE【2015,18】如图四边形ABCD 为菱形,G 为AC 与BD 交点,BE ⊥平面ABCD ,(Ⅰ)证明:平面AEC ⊥平面BED ; (Ⅱ)若∠ABC =120°,AE ⊥EC , 三棱锥E - ACD 6【2014,19】如图,三棱柱111C B A ABC -中,侧面C C BB 11为菱形,C B 1的中点为O ,且⊥AO 平面C C BB 11.(1)证明:;1AB C B ⊥(2)若1AB AC ⊥,,1,601==∠BC CBB 求三棱柱111C B A ABC -的高.【2013,19】如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,CA =CB ,AB =AA 1,∠BAA 1=60°.(1)证明:AB ⊥A 1C ;(2)若AB =CB =2,A 1C 6,求三棱柱ABC -A 1B 1C 1的体积.【2012,19】如图,三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,侧棱垂直底面,90ACB ∠=︒,AC=BC=21AA 1,D 是棱AA 1的中点.(1)证明:平面BDC 1⊥平面BDC ; (2)平面BDC 1分此棱柱为两部分,求这两部分体积的比.【2018,18】如图,在平行四边形ABCM 中,AB=AC=3,∠ACM=90°,以AC 为折痕将△ACM 折起,使点M 到达点D 的位置,且AB ⊥DA 。
【考点1】空间角,距离的求法 【备考知识梳理】 1.空间的角(1)异面直线所成的角:如图,已知两条异面直线,a b ,经过空间任一点O 作直线','a a b b .则把'a 与'b 所成的锐角(或直角)叫做异面直线与所成的角(或夹角).异面直线所成的角的范围是0,2π⎛⎤⎥⎝⎦. (2)平面的一条斜线和它在平面内的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角.①直线垂直于平面,则它们所成的角是直角;②直线和平面平行,或在平面内,则它们所成的角是0︒的角.直线与平面所成角的范围是0,2π⎡⎤⎢⎥⎣⎦.(3)二面角的平面角:如图在二面角l αβ--的棱上任取一点O ,以点O 为垂足,在半平面α和β内分别作垂直于棱的射线OA 和OB ,则AOB ∠叫做二面角的平面角.二面角的范围是[]0,π.(4)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. 推论:如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的锐角(或直角)相等. 3.空间距离:(1)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,叫做两条异面直线的距离;常有求法①先证线段AB 为异面直线b a ,的公垂线段,然后求出AB 的长即可.②找或作出过且与平行的平面,则直线到平面的距离就是异面直线b a ,间的距离.③找或作出分别过b a ,且与,分别平行的平面,则这两平面间的距离就是异面直线b a ,间的距离.(2)点到平面的距离:点P到直线的距离为点P到直线的垂线段的长,常先找或作直线所在平面的垂线,得垂足为A,过A作的垂线,垂足为B连PB,则由三垂线定理可得线段PB即为点P到直线的距离.在直角三角形PAB中求出PB的长即可.常用求法①作出点P到平面的垂线后求出垂线段的长;②转移法,如果平面α的斜线上两点A,B到斜足C的距离AB,AC的比为n m :,则点A,B到平面α的距离之比也为n m :.特别地,AB=AC时,点A,B到平面α的距离相等;③体积法(3)直线与平面的距离:一条直线和一个平面平行,这条直线上任意一点到平面的距离,叫做这条直线和平面的距离;(4)平行平面间的距离:两个平行平面的公垂线段的长度,叫做两个平行平面的距离. 【规律方法技巧】1.空间中各种角包括:异面直线所成的角、直线与平面所成的角以及二面角. (1)异面直线所成的角的范围是]2,0(π.求两条异面直线所成的角的大小一般方法是通过平行移动直线,把异面问题转化为共面问题来解决具体步骤如下:①利用定义构造角,可固定一条,平移另一条,或两条同时平移到某个特殊的位置,顶点选择在特殊的位置上;②证明作出的角即为所求的角;③利用三角形来求角; ④补形法:将空间图形补成熟悉的、完整的几何体,这样有利于找到两条异面直线所成的角θ. (2)直线与平面所成的角的范围是]2,0[π.求线面角方法:①利用面面垂直性质定理,巧定垂足:由面面垂直的性质定理,可以得到线面垂直,这就为线面角中的垂足的确定提供了捷径. ②利用三棱锥的等体积,省去垂足,在构成线面角的直角三角形中,其中垂线段尤为关键.确定垂足,是常规方法.可是如果垂足位置不好确定,此时可以利用求点面距常用方法---等体积法.从而不用确定垂足的位置,照样可以求出线面角.因为垂线段的长度实际就是点面距h,利用三棱锥的等体积,只需求出h ,然后利用斜线段长h =θsin 进行求解.③妙用公式,直接得到线面角 课本习题出现过这个公式:21cos cos cos θθθ=,如图所示:21,,θθθ=∠=∠=∠OBC ABO ABC .其中1θ为直线AB 与平面所成的线面角.这个公式在求解一些选择填空题时,可直接应用.但是一定要注意三个角的位置,不能张冠李戴.(3)确定点的射影位置有以下几种方法:①斜线上任意一点在平面上的射影必在斜线在平面的射影上;②如果一个角所在的平面外一点到角的两边距离相等,那么这一点在平面上的射影在这个角的平分线上;如果一条直线与一个角的两边的夹角相等,那么这一条直线在平面上的射影在这个角的平分线上;③两个平面相互垂直,一个平面上的点在另一个平面上的射影一定落在这两个平面的交线上;④利用某些特殊三棱锥的有关性质,确定顶点在底面上的射影的位置:a.如果侧棱相等或侧棱与底面所成的角相等,那么顶点落在底面上的射影是底面三角形的外心;b. 如果顶点到底面各边距离相等或侧面与底面所成的角相等,那么顶点落在底面上的射影是底面三角形的内心(或旁心);c. 如果侧棱两两垂直或各组对棱互相垂直,那么顶点落在底面上的射影是底面三角形的垂心;(4)二面角的范围[]0,π,解题时要注意图形的位置和题目的要求.求二面角的方法:①直接法.直接法求二面角大小的步骤是:一作(找)、二证、三计算.即先作(找)出表示二面角大小的平面角,并证明这个角就是所求二面角的平面角,然后再计算这个角的大小. 用直接法求二面角的大小,其关键是确定表示二面角大小的平面角.而确定其平面角,可从以下几个方面着手:①利用三垂线定理(或三垂线定理的逆定理)确定平面角,自二面角的一个面上一点向另一面引垂线,再由垂足向棱作垂线得到棱上的点(即垂足),斜足与面上一点连线和斜足与垂足连线所夹的角,即为二面角的平面角;;②利用与二面角的棱垂直的平面确定平面角, 自空间一点作与棱垂直的平面,截二面角得两条射线,这两条射线所成的角就是二面角的平面角;③利用定义确定平面角, 在棱上任取一点,过这点在两个平面内分别引棱的垂线,这两条射线所成的角,就是二面角的平面角;DBA Cα②射影面积法.利用射影面积公式cos θ=S S';此方法常用于无棱二面角大小的计算;对于无棱二面角问题还有一条途径是设法作出它的棱,作法有“平移法”“延伸平面法”等. 【考点针对训练】1. .【2016高考浙江文数】如图,在三棱台ABC-DEF 中,平面BCFE ⊥平面ABC ,∠ACB =90°,BE=EF=FC =1,BC =2,AC =3.(I )求证:BF ⊥平面ACFD ;(II )求直线BD 与平面ACFD 所成角的余弦值.2. 【2016届湖北省武汉市武昌区高三5月调研】如图,PA 垂直圆O 所在的平面,C 是圆O 上的点,Q 是PA 的中点,G 为AOC ∆的重心,AB 是圆O 的直径,且22AB AC ==.(1)求证://QG 平面PBC ; (2)求G 到平面PAC 的距离. 【考点2】立体几何综合问题 【备考知识梳理】空间线、面的平行与垂直的综合考查一直是高考必考热点.归纳起来常见的命题角度有: 以多面体为载体综合考查平行与垂直的证明. 探索性问题中的平行与垂直问题. 折叠问题中的平行与垂直问题. 【考点针对训练】1. 【2016届宁夏高三三轮冲刺】如图,在三棱锥P ABC -中,平面PAC ⊥平面ABC ,PA AC ⊥,AB BC ⊥.设,D E 分别为,PA AC 中点.(1)求证://DE 平面PBC ; (2)求证:BC ⊥平面PAB ;(3)试问在线段AB 上是否存在点F ,使得过三点D ,,E F 的平面内的任一条直线都与平面PBC 平行?若存在,指出点F 的位置并证明;若不存在,请说明理由.2. 【2016届四川南充高中高三4月模拟三】如图,在正方形ABCD 中,点,E F 分别是,AB BC 的中点,将,AED DCF ∆∆分别沿DE 、DF 折起, 使,A C 两点重合于P .(Ⅰ)求证:平面PBD ⊥平面BFDE ; (Ⅱ)求四棱锥P BFDE -的体积. 【应试技巧点拨】 1.如何求线面角(1)利用面面垂直性质定理,巧定垂足:由面面垂直的性质定理,可以得到线面垂直,这就为线面角中的垂足的确定提供了捷径. (2)利用三棱锥的等体积,省去垂足在构成线面角的直角三角形中,其中垂线段尤为关键.确定垂足,是常规方法.可是如果垂足位置不好确定,此时可以利用求点面距常用方法---等体积法.从而不用确定垂足的位置,照样可以求出线面角.因为垂线段的长度实际就是点面距h !利用三棱锥的等体积,只需求出h ,然后利用斜线段长h=θsin 进行求解.(3)妙用公式,直接得到线面角 课本习题出现过这个公式:21cos cos cos θθθ=,如图所示:21,,θθθ=∠=∠=∠OBC ABO ABC .其中1θ为直线AB 与平面所成的线面角.这个公式在求解一些选择填空题时,可直接应用.但是一定要注意三个角的位置,不能张冠李戴. 2.如何求二面角(1)直接法.直接法求二面角大小的步骤是:一作(找)、二证、三计算.即先作(找)出表示二面角大小的平面角,并证明这个角就是所求二面角的平面角,然后再计算这个角的大小. 用直接法求二面角的大小,其关键是确定表示二面角大小的平面角.而确定其平面角,可从以下几个方面着手:①利用三垂线定理(或三垂线定理的逆定理)确定平面角;②利用与二面角的棱垂直的平面确定平面角;③利用定义确定平面角;(2)射影面积法.利用射影面积公式cos θ=S S';此方法常用于无棱二面角大小的计算;对于无棱二面角问题还有一条途径是设法作出它的棱,作法有“平移法”“延伸平面法”等. 3.探索性问题探求某些点的具体位置,使得线面满足平行或垂直关系,是一类逆向思维的题目.一般可采用两个方法:一是先假设存在,再去推理,下结论;二是运用推理证明计算得出结论,或先利用条件特例得出结论,然后再根据条件给出证明或计算.4.在推证线面平行时,一定要强调直线不在平面内,否则,会出现错误.5.在解决直线与平面垂直的问题过程中,要注意直线与平面垂直定义,判定定理和性质定理的联合交替使用,即注意线线垂直和线面垂直的互相转化.6.面面垂直的性质定理是作辅助线的一个重要依据.我们要作一个平面的一条垂线,通常是先找这个平面的一个垂面,在这个垂面中,作交线的垂线即可. 【三年高考】1. 【2016高考新课标1文数】平面α过正文体ABCD —A 1B 1C 1D 1的顶点A ,11//CB D α平面,ABCD m α=平面,11ABB A n α=平面,则m ,n 所成角的正弦值为( )(A )2 (B )2 (C )3(D )132. 【2016高考浙江文数】如图,已知平面四边形ABCD ,AB =BC =3,CD =1,AD ADC =90°.沿直线AC 将△ACD 翻折成△CD 'A ,直线AC 与D 'B 所成角的余弦的最大值是______.3. 【2016高考北京文数】如图,在四棱锥ABCD P -中,⊥PC 平面ABCD ,,AB DC DC AC ⊥∥(I )求证:DC PAC ⊥平面; (II )求证:PAB PAC ⊥平面平面;(III )设点E 为AB 的中点,在棱PB 上是否存在点F ,使得//PA 平面C F E ?说明理由.4. 【2016高考天津文数】如图,四边形ABCD 是平行四边形,平面AED ⊥平面ABCD ,EF||AB ,AB=2,BC=EF=1,DE=3,∠BAD=60º,G 为BC 的中点.(Ⅰ)求证://FG 平面BED ;(Ⅱ)求证:平面BED ⊥平面AED ;(Ⅲ)求直线EF 与平面BED 所成角的正弦值.5. 【2016高考新课标1文数】如图,在已知正三棱锥P -ABC 的侧面是直角三角形,PA =6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点E ,连接PE 并延长交AB 于点G . (I )证明G 是AB 的中点;(II )在答题卡第(18)题图中作出点E 在平面PAC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.PABD CGE6. 【2015高考浙江,文7】如图,斜线段AB 与平面α所成的角为60,B 为斜足,平面α上的动点P 满足30∠PAB =,则点P 的轨迹是( )A .直线B .抛物线C .椭圆D .双曲线的一支7.【2015高考福建,文20】如图,AB 是圆O 的直径,点C 是圆O 上异于,A B 的点,PO 垂直于圆O 所在的平面,且1PO =OB =.(Ⅰ)若D 为线段AC 的中点,求证C A ⊥平面D P O ; (Ⅱ)求三棱锥P ABC -体积的最大值;(Ⅲ)若BC =E 在线段PB 上,求CE OE +的最小值.8.【2015高考四川,文18】一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图所示. (Ⅰ)请按字母F ,G ,H 标记在正方体相应地顶点处(不需要说明理由) (Ⅱ)判断平面BEG 与平面ACH 的位置关系.并说明你的结论. (Ⅲ)证明:直线DF ⊥平面BEGAB FHED C G CD EAB9.【2015高考重庆,文20】如题(20)图,三棱锥P-ABC 中,平面PAC ⊥平面ABC ,∠ABC=2π,点D 、E 在线段AC 上,且AD=DE=EC=2,PD=PC=4,点F 在线段AB 上,且EF//BC. (Ⅰ)证明:AB ⊥平面PFE.(Ⅱ)若四棱锥P-DFBC 的体积为7,求线段BC 的长.题(20)图AC10. 【2014高考重庆文第20题】如题(20)图,四棱锥P ABCD -中,底面是以O 为中心的菱形,PO ⊥底面ABCD ,2,3AB BAD π=∠=,M 为BC 上一点,且12BM=. (Ⅰ)证明:BC⊥平面POM ;(Ⅱ)若MP AP ⊥,求四棱锥P ABMO -的体积.11. 【2014高考全国1文第19题】如图,三棱柱111C B A ABC -中,侧面C C BB 11为菱形,C B 1的中点为O ,且⊥AO 平面C C BB 11. (1)证明:;1AB C B ⊥(2)若1AB AC ⊥,,1,601==∠BC CBB求三棱柱111C B A ABC -的高.12.【2014高考江西文第19题】如图,三棱柱111C B A ABC -中,111,BB B A BC AA ⊥⊥. (1)求证:111CC C A ⊥;(2)若7,3,2===BC AC AB ,问1AA 为何值时,三棱柱111C B A ABC -体积最大,并求此最大值.【一年原创真预测】1.已知AB ⊥平面ACD ,DE ⊥平面ACD ,ACD ∆为等边三角形,22AD DE AB ===,F 为CD 的中点.(Ⅰ)求证:平面平面BCE DCE ⊥; (Ⅱ)求B CDE 点到平面的距离.2.如图,直三棱柱111ABC A B C -中,底面ABC △是等腰直角三角形,且AB CB ==,且AA 1=3,D 为11AC 的中点,F 在线段1AA 上,设11A F tAA =(102t <<),设11=B C BC M .MFDC 1B 1A 1CBA(Ⅰ)当取何值时,CF ⊥平面1B DF ;(Ⅱ)在(Ⅰ)的条件下,求四面体1F B DM -的体积.3.如图,三棱锥P ABC -中,BC ⊥平面PAB ,PA PB AB BC 6====,点M ,N 分别为PB,BC 的中点.(I )求证:AM ⊥平面PBC ; (Ⅱ)E 是线段AC 上的点,且AM 平面PNE .①确定点E 的位置;②求直线PE 与平面PAB 所成角的正切值.4.如图,在直角三角形ABC 中,∠BAC=60°,点F 在斜边AB 上,且AB=4AF ,D ,E 是平面ABC 同一侧的两点,AD ⊥平面ABC ,BE ⊥平面ABC ,AD=3,AC=BE=4.(Ⅰ)求证:CD ⊥EF ;(Ⅱ)若点M 是线段BC 的中点,求点M 到平面EFC 的距离.5. 如图所示,在边长为12的正方形11ADD A 中,点,B C 在线段AD 上,且3,4AB BC ==,作11//BB AA ,分别交111,A D AD 于点1B ,P .作11//CC AA ,分别交111,A D AD 于点1C ,Q .将该正方形沿11,BB CC 折叠,使得1DD 与1AA 重合,构成如图的三棱柱111ABC A B C -.(1)求证:AB ⊥平面11BCC B ; (2)求四棱锥A BCQP -的体积.【考点1针对训练】 1.2.【考点2针对训练】 1.又因为EF ⊄平面PBC ,BC ⊂平面PBC ,所以//EF PBC .又因为DE EF E =,所以平面//DEF 平面PBC ,所以平面DEF 内的任一条直线都与平面PBC 平行.2.【三年高考】 1. 【答案】A//',//'m m n n ,则,m n 所成的角等于','m n 所成的角.延长AD ,过1D 作11//D E B C ,连接11,CE B D ,则CE 为'm ,同理11B F 为'n ,而111//,//BD CE B F A B ,则','m n 所成的角即为1,A B BD 所成的角,即为60 ,故,m n所成角的正弦值为2,故选A. 2.3. 【解析】(I )因为C P ⊥平面CD AB ,所以C DC P ⊥.又因为DC C ⊥A ,所以DC ⊥平面C PA . (II )因为//DC AB ,DC C ⊥A ,所以C AB ⊥A .因为C P ⊥平面CD AB ,所以C P ⊥AB .所以AB ⊥平面C PA .所以平面PAB ⊥平面C PA .(III )棱PB 上存在点,使得//PA 平面C F E .证明如下:取PB 中点,连结F E ,C E ,CF .又因为E 为AB 的中点,所以F//E PA .又因为PA ⊄平面CF E ,所以//PA 平面C F E .4.5.6. 【答案】C【解析】由题可知,当点运动时,在空间中,满足条件的AP绕AB旋转形成一个圆锥,用一个与圆锥高成60角的平面截圆锥,所得图形为椭圆.故选C.7.解法二:(I)、(II)同解法一.8.【解析】(Ⅰ)点F ,G ,H 的位置如图所示9.【解析】如题(20)图.由,DE EC PD PC ==知,E 为等腰PDC D 中DC 边的中点,故PE AC ^,又平面PAC ⊥平面ABC ,平面PAC 平面ABC AC =,PE Ì平面PAC ,PE AC ^,所以PE ^平面ABC ,从而PE AB ^.因ABC=,,AB EF 2EF BC p衈故. 从而AB 与平面PFE 内两条相交直线PE ,EF 都垂直,所以AB ^平面PFE .(2)解:设BC=x ,则在直角ABC D中,从而11S AB BC=22ABC D =?由EFBC ,知23AF AE AB AC ==,得AEF ABC DD ,故224()S 39AEF ABC S D D ==,即4S 9AEF ABC S D D =.FCDEAB GHO由1AD=2AE ,11421S S =S S 22999AFB AFE ABC ABC D D D D =?=从而四边形DFBC 的面积为DFBC11S S -=29ABC ADF S D D =718=(1)知,PE PE ^平面ABC ,所以PE 为四棱锥P-DFBC 的高.在直角PEC D 中,=体积DFBC 117S 73318P DFBC V PE -=鬃=?,故得42362430x x -+=,解得2297x x ==或,由于0x >,可得3x x ==或.所以3BC =或BC =10.11.12.【解析】(1)证明:由1AA BC ⊥知1BB BC ⊥,又11BB A B ⊥,故1BB ⊥平面1,BCA 即11BB AC ⊥,又11//BB CC ,所以11.AC CC ⊥(2)设1,AA x =在11Rt A BB ∆中1BA同理1AC 在1A BC ∆中,2222111111cos 2A B AC BC BAC BAC A B AC +-∠==∠=⋅11111sin 2A BCS A B A C BA C ∆=⋅∠=从而三棱柱111ABC A B C -的体积为11133A BC V BB S ∆=⨯⨯=因=故当x =时,即1AA =时,体积V取到最大值【一年原创真预测】1.【解析】(Ⅰ)DE ⊥平面ACD ,F A ⊂平面CD A ∴DE AF ⊥,又等边三角形ACD 中AF CD ⊥, D CD D E =,D E ⊂平面CD E ,CD ⊂平面CD E ,∴平面AF ECD ⊥,取CE 的中点M ,连接BM,MF ,则MF 为△CDE 的中位线,故1////,2MF DE AB MF DE AB ==,所以四边形ABMF 为平行四边形,即MB//AF,MB⊂平面C B E ,F A ⊄平面C B E ,//BCE 平面AF ∴,平面平面BCE DCE ∴⊥.(Ⅱ)因为AB ⊥平面ACD ,DE ⊥平面ACD ,所以AB //DE ,故AB //平面DCE ,B CDE 点到平面的距离h 等于A CDE 点到平面的距离d ,由体积相等A DCE E ACD V V --=得,1133DCE ADC S d S DE ∆∆⋅=⨯,011112222sin 6023232d ⋅⨯⨯⋅=⨯⨯⨯⨯,解得h d ==.2.(Ⅱ)由已知得111111==22F B DM M B DF C B DF B CDF V V V V ----=,因为FD FC 1=22CDF S DF FC ⋅=△,由(Ⅰ)得1B D ⊥平面DFC ,故112=21=33B CDF V -⨯⨯,故1F B DM -的体积为13.3.②作EH AB ⊥于H ,则EH //BC ,∴EH ⊥平面PAB ,∴EPH ∠是直线PE 与平面PAB 所成的角.∵1AH AB 23==,π6=3PA PAH =∠, ∴PH ==1EH BC 23==,∴EH tan EPH PH 7∠==,即直线PE 与平面PAB 所成角的正切值为7.4.5.。
专题五 立体几何第一讲 空间几何体1.棱柱、棱锥 (1)棱柱的性质侧棱都相等,侧面是平行四边形;两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形;过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形;直棱柱的侧棱长与高相等且侧面与对角面是矩形. (2)正棱锥的性质侧棱相等,侧面是全等的等腰三角形,斜高相等;棱锥的高、斜高和斜高在底面内的射影构成一个直角三角形;棱锥的高、侧棱和侧棱在底面内的射影也构成一个直角三角形;某侧面的斜高、侧棱及底面边长的一半也构成一个直角三角形;侧棱在底面内的射影、斜高在底面内的射影及底面边长的一半也构成一个直角三角形. 2.三视图(1)三视图的正视图、侧视图、俯视图分别是从几何体的正前方、正左方、正上方观察几何体画出的轮廓线.画三视图的基本要求:正俯一样长,俯侧一样宽,正侧一样高; (2)三视图排列规则:俯视图放在正视图的下面,长度与正视图一样;侧视图放在正视图的右面,高度和正视图一样,宽度与俯视图一样. 3.几何体的切接问题(1)解决球的内接长方体、正方体、正四棱柱等问题的关键是把握球的直径即棱柱的体对角线长.(2)柱、锥的内切球找准切点位置,化归为平面几何 问题.4.柱体、锥体、台体和球的表面积与体积(不要求记忆) (1)表面积公式①圆柱的表面积 S =2πr (r +l ); ②圆锥的表面积S =πr (r +l );③圆台的表面积S =π(r ′2+r 2+r ′l +rl ); ④球的表面积S =4πR 2. (2)体积公式①柱体的体积V =Sh ;②锥体的体积V =13Sh ;③台体的体积V =13(S ′+SS ′+S )h ;④球的体积V =43πR 3.1. (2013·广东)某四棱台的三视图如图所示,则该四棱台的体积是( )A .4 B.143C.163D .6答案 B解析 由三视图知四棱台的直观图为由棱台的体积公式得:V =13(2×2+1×1+2×2×1×1)×2=143.2. (2013·四川)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的直观图可以是( )答案 D解析由三视图可知上部是一个圆台,下部是一个圆柱,选D.3. (2013·江西)如图,正方体的底面与正四面体的底面在同一平面α上,且AB∥CD,正方体的六个面所在的平面与直线CE,EF相交的平面个数分别记为m,n,那么m+n=( )A.8 B.9 C.10 D.11答案 A解析取CD的中点H,连接EH,HF.在四面体CDEF中,CD⊥EH,CD⊥FH,所以CD⊥平面EFH,所以AB⊥平面EFH,所以正方体的左、右两个侧面与EF平行,其余4个平面与EF相交,即n=4.又因为CE与AB在同一平面内,所以CE与正方体下底面共面,与上底面平行,与其余四个面相交,即m=4,所以m+n=4+4=8.4. (2013·新课全国Ⅱ)一个四面体的顶点在空间直角坐标系O-xyz中的坐标分别是(1,0,1),(1,1,0),(0,1,1),(0,0,0),画该四面体三视图中的正视图时,以zOx平面为投影面,则得到正视图可以为( )答案 A解析根据已知条件作出图形:四面体C1-A1DB,标出各个点的坐标如图(1)所示,可以看出正视图为正方形,如图(2)所示.故选A.5. (2013·福建)已知某一多面体内接于球构成一个简单组合体,如果该组合体的正视图、侧视图、俯视图均如图所示,且图中的四边形是边长为2的正方形,则该球的表面积是________.答案12π解析由三视图知,该几何体为正方体和球组成的组合体,正方体的对角线为球的直径.所以2R=23,即R=3,球的表面积为S=4πR2=12π.题型一空间几何体的三视图例1(1)(2012·广东)某几何体的三视图如图所示,它的体积为( )A.12πB.45πC.57πD.81π(2)(2012·陕西)将正方体(如图(1)所示)截去两个三棱锥,得到如图(2)所示的几何体,则该几何体的左(侧)视图为( )审题破题根据三视图先确定原几何体的直观图和形状,然后再解题.答案(1)C (2)B解析 (1)由三视图知该几何体是由圆柱、圆锥两几何体组合而成,直观图如图所示. 圆锥的底面半径为3,高为4,圆柱的底面半径为3,高为5,∴V =V 圆锥+V 圆柱=13Sh 1+Sh 2=13×π×32×4+π×32×5=57π.(2)还原正方体后,将D 1,D ,A 三点分别向正方体右侧面作垂线.D 1A 的射影为C 1B ,且为实线,B 1C 被遮挡应为虚线.反思归纳 将三视图还原成直观图是解答该类问题的关键,其解题技巧是对常见简单几何体及其组合体的三视图,特别是正方体、长方体、圆柱、圆锥、棱柱、棱锥、球等几何体的三视图分别是什么图形,数量关系有什么特点等都应该熟练掌握,会画出其直观图,然后由三视图验证.变式训练1 若某几何体的三视图(单位:cm)如图所示,则此几何体的体积是________ cm 3.答案 18解析 由几何体的三视图可知,该几何体由两个直四棱柱构成,其直观图如图所示.上底面直四棱柱的长是3 cm ,宽是3 cm ,高是1 cm ,故其体积为9 cm 3,下底面直四棱柱的高是3 cm ,长是1 cm ,宽是3 cm ,其体积为9 cm 3.故该几何体的体积为V =18 cm 3. 题型二 空间几何体的表面积和体积例2 如图所示,已知E 、F 分别是棱长为a 的正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的棱A 1A 、CC 1的中点,求四棱锥C 1—B 1EDF 的体积.审题破题 本题可从两个思路解题:思路一:先求出四棱锥C 1—B 1EDF 的高及其底面积,再利用棱锥的体积公式求出其体积; 思路二:先将四棱锥C 1—B 1EDF 化为两个三棱锥B 1—C 1EF 与D —C 1EF ,再求四棱锥C 1—B 1EDF 的体积.解 方法一 连接A 1C 1,B 1D 1交于点O 1,连接B 1D ,过O 1作。
文科立体几何4、如图,矩形ABCD中,ABE AD 平面⊥,2===BC EB AE ,F 为CE 上的点,且ACE BF 平面⊥、C1 (Ⅰ)求证:BCEAE平面⊥;(Ⅱ)求证;BFDAE平面//;(Ⅲ)求三棱锥BGFC-的体积、5、如图所示,在棱长为2的正方体1111ABCD A B C D-中,E、F分别为1DD、DB的中点.(Ⅰ)求证://EF平面11ABC D;(Ⅱ)求证:1EF B C⊥;(III)求三棱锥EFCBV-1的体积.6、如图,在四棱锥ABCDP-中,底面ABCD就是正方形,侧棱⊥PD底面ABCD,1==DCPD,E就是PC的中点,作PBEF⊥交PB于点F.(I) 证明: PA∥平面EDB;(II) 证明:PB⊥平面EFD;(III) 求三棱锥DEFP-的体积.7、如图, 在三棱柱111ABC A B C-中,3AC=,1CC⊥平面ABC,4BC=,5AB=,14AA=,点D就是AB的中点,(1)求证:1AC BC⊥;(2)求证:11AC CDBP平面;(3)求三棱锥11C CDB-的体积。
8、如图,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F且BF⊥平面ACE.(1)求证:AE⊥BE;(2)求三棱锥D-AEC的体积;A BDEFA1B1(3)设M 在线段AB 上,且满足AM =2MB,试 在线段CE 上确定一点N,使得MN ∥平面DAE 、9、如图,在四棱锥P —ABCD 中,底面ABCD 就是菱形,∠ABC=60°,PA=AC=a,PB=PD=a 2,点E,F分别在PD,BC 上,且PE:ED=BF:FC 。
(1)求证:PA ⊥平面ABCD; (2)求证:EF//平面PAB 。
10、正方形ABCD 所在平面与三角形CDE 所在平面相交于CD ,AE ⊥平面CDE ,且3AE =,6AB =.(1)求证:AB ⊥平面ADE ;(2)求凸多面体ABCDE 的体积.11、如图的几何体中,AB ⊥平面ACD ,DE ⊥平面ACD ,△ACD 为等边三角形,22AD DE AB ===,F 为CD 的中点.(1)求证://AF 平面BCE ; (2)求证:平面BCE ⊥平面CDE ; (3)求这个几何体的体积. 1213、已知直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥BC ,AB =1,BC =2,CD =1+3,过A 作AE ⊥CD ,垂足为E ,G 、F 分别为AD 、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使DE ⊥EC 、ABCDE(1)求证:BC ⊥平面CDE ; (2)求证:FG ∥平面BCD ; (3)求四棱锥D -ABCE 的体积、17、如图4,在边长为1的等边三角形ABC 中,,D E 分别就是,AB AC 边上的点,AD AE =,F 就是BC 的中点,AF 与DE 交于点G ,将ABF ∆沿AF 折起,得到图 4GEF ABCD如图5所示的三棱锥A BCF -,其中22BC =、 (1) 证明:DE //平面BCF ; (2) 证明:CF ⊥平面ABF ; (3) 当23AD =时,求三棱锥F DEG -的体积F DEG V -、 18、如图,直三棱柱ABC-A 1B 1C 1中,D,E 分别就是AB,BB 1的中点、(1) 证明: BC 1//平面A 1CD;(2) 设AA 1= AC=CB=2,AB=2,求三棱锥C 一A 1DE 的体积、19、如图,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 就是边长为2的菱形,60BAD ∠=o 、已知2,6PB PD PA === 、(Ⅰ)证明:PC BD ⊥(Ⅱ)若E 为PA 的中点,求三菱锥P BCE -的体积、19.G1、G4、G3[2014·安徽卷] 如图1-5所示,四棱锥P - ABCD 的底面就是边长为8的正方形,四条侧棱长均为217、点G ,E ,F ,H 分别就是棱PB ,AB ,CD ,PC 上共面的四点,平面GEFH ⊥平面ABCD ,BC ∥平面GEFH 、图 5DGBFCAE图1-5(1)证明:GH ∥EF ;(2)若EB =2,求四边形GEFH 的面积.20.G1、G5[2014·重庆卷] 如图1-4所示四棱锥P ABCD 中,底面就是以O 为中心的菱形,PO ⊥底面ABCD ,AB =2,∠BAD =π3,M 为BC 上一点,且BM =12、(1)证明:BC ⊥平面POM ;(2)若MP ⊥AP ,求四棱锥P -ABMO 的体积.图1-417.G2、G8[2014·陕西卷] 四面体ABCD 及其三视图如图1-4所示,平行于棱AD ,BC 的平面分别交四面体的棱AB ,BD ,DC ,CA 于点E ,F ,G ,H 、图1-4(1)求四面体ABCD 的体积; (2)证明:四边形EFGH 就是矩形.17.G4 、G5[2014·北京卷] 如图1-5,在三棱柱ABCA1B1C1中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F分别就是A1C1,BC的中点.图1-5(1)求证:平面ABE⊥平面B1BCC1;(2)求证:C1F∥平面ABE;(3)求三棱锥EABC的体积.16.G4、G5[2014·江苏卷] 如图1-4所示,在三棱锥P -ABC中,D,E,F分别为棱PC,AC,AB 的中点.已知P A⊥AC,P A=6,BC=8,DF=5、求证:(1)直线P A∥平面DEF;(2)平面BDE⊥平面ABC、图1-418.G4、G11[2014·新课标全国卷Ⅱ] 如图1-3,四棱锥P -ABCD中,底面ABCD为矩形,P A ⊥平面ABCD,E为PD的中点.(1)证明:PB∥平面AEC;(2)设AP=1,AD=3,三棱锥P -ABD的体积V=34,求A到平面PBC的距离.18.G5,G4[2014·山东卷] 如图1-4所示,四棱锥P ABCD 中,AP ⊥平面PCD ,AD ∥BC ,AB =BC =12AD ,E ,F 分别为线段AD ,PC 的中点.图1-4(1)求证:AP ∥平面BEF ; (2)求证:BE ⊥平面P AC 、18.G4、G5[2014·四川卷] 在如图1-4所示的多面体中,四边形ABB 1A 1与ACC 1A 1都为矩形.(1)若AC ⊥BC ,证明:直线BC ⊥平面ACC 1A 1、(2)设D ,E 分别就是线段BC ,CC 1的中点,在线段AB 上就是否存在一点M ,使直线DE ∥平面A 1MC ?请证明您的结论.图1-419.G5,G7[2014·福建卷] 如图1-6所示,三棱锥A BCD 中,AB ⊥平面BCD ,CD ⊥BD 、 (1)求证:CD ⊥平面ABD ;(2)若AB =BD =CD =1,M 为AD 中点,求三棱锥A - MBC 的体积.19.G5、G7[2014·辽宁卷] 如图1-4所示,△ABC与△BCD所在平面互相垂直,且AB=BC =BD=2,∠ABC=∠DBC=120°,E,F,G分别为AC,DC,AD的中点.图1-4(1)求证:EF⊥平面BCG;(2)求三棱锥D -BCG的体积.19.G5 G11[2014·全国新课标卷Ⅰ] 如图1-4,三棱柱ABCA1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,B1C的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C、图1-4(1)证明:B1C⊥AB;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC -A1B1C1的高.19.G5 G11[2014·全国新课标卷Ⅰ] 如图1-4,三棱柱ABCA1B1C1中,侧面BB1C1C为菱形,B1C的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C、图1-4(1)证明:B1C⊥AB;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC -A1B1C1的高.18.G1,G4,G5[2015·北京卷] 如图1-5,在三棱锥V-ABC中,平面VAB⊥平面ABC,△VAB为等边三角形,AC⊥BC且AC=BC=2,O,M分别为AB,VA的中点.(1)求证:VB∥平面MOC;(2)求证:平面MOC⊥平面VAB;(3)求三棱锥V-ABC的体积.18.G1,G4,G5[2015·四川卷] 一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图1-2所示.(1)请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);(2)判断平面BEG与平面ACH的位置关系,并证明您的结论;(3)证明:直线DF⊥平面BEG、图1-218.G4,G5,G11[2015·广东卷] 如图1-3,三角形PDC所在的平面与长方形ABCD所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3、(1)证明:BC∥平面PDA;(2)证明:BC⊥PD;(3)求点C到平面PDA的距离.图1-316.G4、G5[2015·江苏卷] 如图1-2,在直三棱柱ABC - A 1B 1C 1中,已知AC ⊥BC ,BC =CC 1,设AB 1的中点为D ,B 1C ∩BC 1=E 、求证:(1)DE ∥平面AA 1C 1C ;(2)BC 1⊥AB 1、图1-218.G5[2015·全国卷Ⅰ] 如图1-5,四边形ABCD 为菱形,G 为AC 与BD 的交点,BE ⊥平面ABCD 、(1)证明:平面AEC ⊥平面BED ;(2)若∠ABC =120°,AE ⊥EC, 三棱锥E - ACD 的体积为63,求该三棱锥的侧面积.18.G5[2015·陕西卷] 如图1-5(1),在直角梯形ABCD 中,AD ∥BC ,∠BAD =π2,AB =BC =12AD =a ,E 就是AD 的中点,O 就是AC 与BE 的交点.将△ABE 沿BE 折起到图(2)中△A 1BE 的位置,得到四棱锥A 1 BCDE 、(1)证明:CD ⊥平面A 1OC ;(2)当平面A 1BE ⊥平面BCDE 时,四棱锥A 1 BCDE 的体积为362,求a 的值.图1-5 20.G5、G7[2015·重庆卷] 如图1-4,三棱锥P - ABC 中,平面P AC ⊥平面ABC ,∠ABC =π2,点D ,E 在线段AC 上,且AD =DE =EC =2,PD =PC =4,点F 在线段AB 上,且EF ∥BC 、(1)证明:AB ⊥平面PFE ;(2)若四棱锥P - DFBC 的体积为7,求线段BC 的长.图1-419.G12[2015·安徽卷] 如图1-5,三棱锥P -ABC 中,P A ⊥平面ABC ,P A =1,AB =1,AC =2,∠BAC =60°、(1)求三棱锥P -ABC 的体积;(2)证明:在线段PC 上存在点M ,使得AC ⊥BM ,并求PM MC的值.图1-519.G1、G4[2016·全国卷Ⅲ] 如图1-5,四棱锥P - ABCD 中,P A ⊥底面ABCD ,AD ∥BC ,AB =AD =AC =3,P A =BC =4,M 为线段AD 上一点,AM =2MD ,N 为PC 的中点.(1)证明:MN ∥平面P AB ;(2)求四面体N - BCM 的体积.图1-518.G4,G5[2016·北京卷] 如图1-4,在四棱锥P - ABCD 中,PC ⊥平面ABCD ,AB ∥DC ,DC ⊥AC 、(1)求证:DC ⊥平面P AC 、(2)求证:平面P AB ⊥平面P AC 、(3)设点E 为AB 的中点,在棱PB 上就是否存在点F ,使得P A ∥平面CEF ?说明理由.18.G4,G5[2016·山东卷] 在如图1-5所示的几何体中,D 就是AC 的中点,EF ∥DB 、(1)已知AB =BC ,AE =EC ,求证:AC ⊥FB ;(2)已知G ,H 分别就是EC 与FB 的中点,求证:GH ∥平面ABC 、图1-517.G7、G4、G5[2016·四川卷] 如图1-4,在四棱锥P - ABCD 中,P A ⊥CD ,AD ∥BC ,∠ADC=∠P AB =90°,BC =CD =12AD 、 (1)在平面P AD 内找一点M ,使得直线CM ∥平面P AB ,并说明理由;(2)证明:平面P AB ⊥平面PBD 、图1-418.G5[2016·全国卷Ⅰ] 如图1-4,已知正三棱锥P - ABC 的侧面就是直角三角形,P A =6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D ,D 在平面P AB 内的正投影为点E ,连接PE 并延长交AB 于点G 、(1)证明:G 就是AB 的中点;(2)作出点E 在平面P AC 内的正投影F (说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.图1-419.G5[2016·全国卷Ⅱ] 如图1-4,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O ,点E ,F 分别在AD ,CD 上,AE =CF ,EF 交BD 于点H 、将△DEF 沿EF 折到△D ′EF 的位置.(1)证明:AC ⊥HD ′;(2)若AB =5,AC =6,AE =54,OD ′=22,求五棱锥D ′ABCFE 的体积.图1-411、【2017课标1,文18】如图,在四棱锥P-ABCD 中,AB//CD ,且90BAP CDP ∠=∠=o .(1)证明:平面PAB ⊥平面PAD ;(2)若PA =PD =AB =DC ,90APD ∠=o ,且四棱锥P-ABCD 的体积为83,求该四棱锥的侧面积. 12、【2017课标II,文18】如图,四棱锥P ABCD -中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,01,90.2AB BC AD BAD ABC ==∠=∠= (1)证明:直线//BC 平面PAD ;(2)若△PAD 面积为27,求四棱锥P ABCD -的体积、13、【2017课标3,文19】如图,四面体ABCD 中,△ABC 就是正三角形,AD =CD .(1)证明:AC ⊥BD ;(2)已知△ACD 就是直角三角形,AB =BD .若E 为棱BD 上与D 不重合的点,且AE ⊥EC ,求四面体ABCE 与四面体ACDE 的体积比.14、【2017山东,文18】(本小题满分12分)由四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1截去三棱锥C 1- B 1CD 1后得到的几何体如图所示,四边形ABCD 为正方形,O 为AC 与BD 的交点,E 为AD 的中点,A 1E ⊥平面ABCD ,(Ⅰ)证明:1A O ∥平面B 1CD 1;(Ⅱ)设M 就是OD 的中点,证明:平面A 1EM ⊥平面B 1CD 1、15、【2017天津,文17】如图,在四棱锥P ABCD -中,AD ⊥平面PDC ,AD BC ∥,PD PB ⊥,1AD =,3BC =,4CD =,2PD =、(I)求异面直线AP 与BC 所成角的余弦值;(II)求证:PD ⊥平面PBC ;(Ⅲ)求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值、16、【2017北京,文18】如图,在三棱锥P –ABC 中,PA ⊥AB ,PA ⊥BC ,AB ⊥BC ,PA =AB =BC =2,D 为线段AC 的中点,E 为线段PC 上一点.(Ⅰ)求证:PA ⊥BD ;(Ⅱ)求证:平面BDE ⊥平面PAC ;(Ⅲ)当PA ∥平面BD E 时,求三棱锥E –BCD 的体积.。
19.(本小题满分12分)2008 如图,在四棱锥P ABCD -中,平面PAD ^平面ABCD ,AB DC ∥,P AD △是等边三角形,已知28BD AD ==,245AB DC ==.(Ⅰ)设M 是PC 上的一点,证明:平面MBD ^平面PAD ; (Ⅱ)求四棱锥P ABCD -的体积.的体积.18.(本小题满分12分)分) 2009 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. 2010 (20)(本小题满分12分)分)在如图所示的几何体中,四边形ABCD 是正方形,BCD A MA 平面^,PD ∥MA ,E G F 、、分别为MB 、PC PB 、的中点,且2MA PD AD ==.(Ⅰ)求证:平面PDC EFG 平面^; (Ⅱ)求三棱锥的体积之比与四棱锥ABCD P MAB P --.A B C M P D EA B C F E 1 A 1 B 1 C 1 D 1 D 2011 19.(本小题满分12分)分)如图,在四棱台1111ABCD A B C D -中,1D D ^平面ABCD ,底面ABCD 是平行四边形,AB=2AD ,11AD=A B ,BAD=Ð60° (Ⅰ)证明:1AA BD ^;(Ⅱ)证明:11CC A BD ∥平面.2012 (19) ( (本小题满分本小题满分12分)如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形,,CB CD EC BD =^. (Ⅰ)求证:BE DE =;(Ⅱ)若∠120BCD =°,M 为线段AE 的中点,的中点, 求证:DM ∥平面BEC .53238545545523163 ACM PDOEA B C F 1 1 C 1 D 1 D F 1 EC 1 1 C 1 D 1 D 所以CC 1⊥AC,因为底面ABCD 为等腰梯形,AB=4, BC=2, F 是棱AB 的中点,所以CF=CB=BF ,△BCF 为正三角形,为正三角形, 60BCF Ð=°,△ACF 为等腰三角形,且30ACF Ð=°所以AC ⊥BC, 又因为BC 与CC 1都在平面BB 1C 1C 内且交于点C, 所以AC ⊥平面BB 1C 1C,而AC Ì平面D 1AC, 所以平面D 1AC ⊥平面BB 1C 1C. 2010 (20)本小题主要考查空间中的线面关系,考查线面垂直、)本小题主要考查空间中的线面关系,考查线面垂直、面面垂直的判定及几面面垂直的判定及几何体体积的计算,考查试图能力和逻辑思维能力。
选择题1.(12年四川卷)如图,半径为R 的半球O 的底面圆O 在平面α内,过点O 作平面α的垂线交半球面于点A ,过圆O 的直径CD 作平面α成45角的平面与半球面相交,所得交线上到平面α的距离最大的点为B ,该交线上的 一点P 满足60BOP ∠=,则A 、P 两点 间的球面距离为 ( )A. RB. 4R πC. RD. 3R π 2.(12年广东卷)某几何体的三视图如图1所示,它的体积为( )A. 72πB. 48πC. 30πD. 24π3.(12年重庆卷)设四面体的六条棱的长分别为1,1,1,1和a 且长为a的棱与长为的棱异面,则a 的取值范围是( )A.B.C.D.4.(12年浙江卷)已知某三棱锥的三视图(单位:cm )如图所示,则该三棱锥的体积是( ) A.1cm 3 B.2cm 3 C.3cm 3 D.6cm3图1C5.(12年浙江卷)设l 是直线,αβ,是两个不同的平面 ( )A.若l ∥α,l ∥β,则α∥βB. 若l ∥α,l ⊥β,则α⊥βC. 若α⊥β,l ⊥α,则l ⊥βD. 若α⊥β, l ∥α,则l ⊥β6.(12年新课标卷)如图,网格上小正方形的边长为1,粗线画出的是某几何体的三视图,则几何体的体积为( )A .6B .9C .12D .187. 某三棱锥的三视图如图所示,该三棱锥的表面积是( )A.28+ B.30+ C.56+ D .60+ 8.(12年福建卷)一个几何体的三视图形状都相同,大小均等,那么这个几何体不可以是( )A .球B .三棱锥C .正方体D .圆柱 9.(12年湖南卷)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( )10.(12年江西卷)若一个几何体的三视图如图所示,则此几何体的体积为 ( ) A B C DA .112 B.5 C.4 D. 9211.(12年大纲卷)已知正四棱柱1111ABCD A B C D -中,2AB =,1CC =E 为1CC 的中点,则直线1AC 与平面BED 的距离为( )A .2 BCD .1 12.(12年陕西卷)将正方体(如图1所示)截去两个三棱锥,得到图2所示的几何体,则该几何体的左视图为( )填空题1.(12年湖北卷)已知某几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为 .左视图主视图俯视图侧视图正视图俯视图2.(12年四川卷)如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,M 、N 分别是CD ,1CC 的中点,则异面直线1A M 与DN 所成的角的大小是____________.3.(12年山东卷)如图,正方体1111D C B A ABCD -的棱长为1,E 为线段C B 1上的一点,则三棱锥1DED A -的体积为___________ .4.(12年安徽卷)某几何体的三视图如图所示,该几何体的体积是_____.5.(12年江苏卷)如图,在长方体1111ABCD A B C D -中,3cm AB AD ==,12cm AA =,则四棱锥11A BB D D -的体积为 cm 3.NA 1A B CC 1 A 1 侧(左)视图正(主)视图 4俯视图 5 4 26.(12年辽宁卷)一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为_______________.7.(12年辽宁卷)已知点P A B C D ,,,,是球O 表面上的点,PA ABCD ⊥平面,四边形ABCD是边长为.若PA =,则OAB ∆的面积为______________. 8.(12年大纲卷)已知正方形1111ABCD A B C D -中,,E F 分别为1BB ,1CC 的中点,那么异面直线AE 与1D F 所成角的余弦值为 .9.(12年上海卷)一个高为2的圆柱,底面周长为2π,该圆柱的表面积为 . 10.(12年天津卷)一个几何体的三视图如图所示(单位:m ),则该几何体的体积 3m.2.(12年山东卷)(本小题满分12分)如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形,,CB CD EC BD =⊥. (Ⅰ)求证:BE DE =;(Ⅱ)若∠120BCD =︒,M 为线段AE 的中点, 求证:DM ∥平面BEC .3.(12年广东卷)(本小题满分13分)如图所示,在四棱锥P ABCD -中,AB ⊥平面PAD ,//,AB CD PD AD =,E 是PB 中点,F 是DC 上的点,且12DF AB =,PH 为PAD ∆中AD 边上的高. (1)证明:PH ⊥平面ABCD ; (2)若1,1PH AD FC ===,求三棱锥E BCF -的体积; (3)证明:EF ⊥平面PAB . 6.(12年新课标卷)(本小题满分12分) 如图,三棱柱111ABC A B C -中,侧棱垂直底面,o 90ACB ∠=,112AC BC AA ==,D 是棱1AA 的 中点.(I) 证明:平面BDC ⊥平面1BDC(Ⅱ)平面1BDC 分此棱柱为两部分,求这两部分体积的比.选择题1.【答案】A【分析】由已知可知,AOP CBD ⊥面面,∴cos cos cos AOP AOB BOP =∠∠∠,带入数据得12cos ==224AOP ∠,arccos 4AP R ∴=. 2. 【答案】C【分析】几何体是半球与圆锥叠加而成它的体积为32141π3π330π233V =⨯⨯+⨯⨯= 3.【答案】:A【分析】:如图所示,取,EF 分别为,PC AB 的中点,依题意可得PB BC ⊥,所以 GEAB FCPD H2BE ==.在BEF ∆中,BF BE <,所以2AB BF =<4. 【答案】C【分析】由题意判断出,底面是一个直角三角形,两个直角边分别为1和2,整个棱锥的高由侧视图可得为3,所以三棱锥的体积为11123132⨯⨯⨯⨯=. 5.【答案】B【分析】利用排除法可得选项B 是正确的,∵l ∥α,l ⊥β,则α⊥β.如选项A :l ∥α,l ∥β时,α⊥β或α∥β;选项C :若α⊥β,l ⊥α时,l ∥β或l β⊂;选项D :若α⊥β,l ∥α时,l ∥β或l ⊥β.6. 【答案】B【分析】由三视图知,其对应几何体为三棱锥,其底面为一边长为6,底边上高为3的等腰三角形,棱锥的高为3,故其体积为1163332⨯⨯⨯⨯=9,故选B. 7. 【答案】B 【分析】从所给的三视图可以得到该几何体为三棱锥,本题所求表面积为三棱锥四个面的面积之和.利用垂直关系和三角形面积公式,可得:=10=10=10S S S S 后右左底,,,因此该几何体表面积30S =+,故选B .8. 【答案】D【分析】圆的正视图(主视图)、侧视图(左视图)和俯视图均为圆;三棱锥的正视图(主视图)、侧视图(左视图)和俯视图可以为全等的三角形; 正方体的正视图(主视图)、侧视图(左视图)和俯视图均为正方形; 圆柱的正视图(主视图)、侧视图(左视图)为矩形,俯视图为圆.9. 【答案】D【分析】本题是组合体的三视图问题,由几何体的正视图和侧视图均相同,原图下面部分应为圆柱或直四棱柱,上面是圆柱或直四棱柱或下底是直角的三棱柱,A ,B ,C 都可能是该几何体的俯视图,D 不可能是该几何体的俯视图,因为它的正视图上面部分应为中间有条虚线的矩形..10. 【答案】C【分析】通过观察几何体的三视图可知,该几何体是一个底面为六边形(2条对边长为1,其余4),高为1的直棱柱.所以该几何体的体积为112122142V sh ⎛⎫==⨯+⨯⨯⨯⨯= ⎪⎝⎭,故选D.11. 【答案】D【分析】因为底面的边长为2,高为,AC BD ,得到交点为O ,连接EO ,1//EO AC ,则点1C 到平面BDE 的距离等于C 到平面BDE 的距离,过点C 作CH OE ⊥,则CH 即为所求,在三角形OCE 中,利用等面积法,可得1CH =,故选答案D. 12.【答案】B【分析】显然从左边看到的是一个正方形,因为割线1AD 可见,所以用实线表示;而割线1B C 不可见,所以用虚线表示.故选B .填空题1. 【答案】12π【分析】该几何体的左中右均为圆柱体,其中左右圆柱体全等,是底面半径为2,高为1的 圆柱体;中间部分是底面半径为1,高为4的圆柱体,所以所求的体积为:22π212π14=12πV =⨯⨯⨯+⨯⨯.2. 【答案】o 90【分析】方法一:连接D 1M ,易得DN ⊥A 1D 1 ,DN ⊥D 1M ,所以,DN ⊥平面A 1MD 1,又A 1M ⊂平面A 1MD 1,所以,DN ⊥A 1M ,故夹角为o 90 方法二:以D 为原点,分别以DA , DC , DD 1为x , y , z 轴,建立空间直角坐标系D —xyz .设正方体边长为2,则D (0,0,0),N (0,2,1),M (0,1,0),A 1(2,0,2)故1(0,2,1)(2,1,2)DN MA ==-, 所以, 111cos ,0DN MA DN MA DN MA <>==,故DN ⊥A 1M ,所以夹角为o 90.3. 【答案】61【分析】求1DED A -的体积,显然为定值,也就是说三棱锥的底面面积与三棱锥的高都为定值,因此,我们需要找一个底面为定值的三角形,三角形1ADD 的面积为21(为定值),而E 点到底面1ADD 的高恰为正方体的高为1(为定值),因此体积为61. 4. 【答案】56 【分析】该几何体是底面是直角梯形,高为4的直四棱柱,几何体的的体积是:()12544562V =⨯+⨯⨯=5. 【答案】6【分析】∵长方体底面ABCD 是正方形 ,∴△ABD 中BD cm ,BD 边上的高(它也是四棱锥11A BB D D -的高)∴四棱锥11A BB D D -的体积为123⨯6. 【答案】12π+【分析】由三视图可知该几何体为一个长方体和一个等高的圆柱的组合体,其中长方体的长、宽、高分别为4、3、1,圆柱的底面直径为2,高位1,所以该几何体的体积为3411112ππ⨯⨯+⨯⨯=+7.【答案】【分析】点P A B C D O 、、、、为球内接长方体的顶点,14O OAB ∴∆球心为该长方体对角线的中点,的面积是该长方体对角面面积的,164OAB AB PA S ∆===⨯=8. 【答案】35【分析】首先根据已知条件,连接DF ,则由//DF AE 可知1DFD ∠或其补角为异面直线AE 与1D F 所成的角,设正方体的棱长为2,则可以求解得到112DF D F DD ===,再由余弦定理可得22211115543cos 2255D F DF D D DFD D F DF +-+-∠===⋅⨯.9. 【答案】π6【分析】根据该圆柱的底面周长得底面圆的半径为1=r ,所以该圆柱的表面积为:22π2π4π2π6πS rh r =+=+=.10. 【答案】30【分析】由三视图可知这是一个下面是个长方体,上面是个平躺着的底面为直角梯形的直四棱柱构成的组合体.长方体的体积为24243=⨯⨯,直四棱柱的体积是6412)21(=⨯⨯+,所以几何体的总体积为30.2. 【证明】(Ⅰ)设BD 的中点为O ,连接,OC OE , 则由BC CD CO BD =知垂直 又CE BD ⊥,所以BD OCE ⊥平面 所以BD OE ⊥,即OD 是BE 的垂直平分线BE DE =所以(Ⅱ)取AB 的中点为N ,连接MN ,DN ONM因为M 是AE 的中点,,所以//MN BE 因为ABD ∆是等边三角形,所以DN ⊥AB由o o 12030BCD CBD ∠=∠=知,所以o 90ABC ∠=,即BC ⊥AB所以ND //BC所以平面MND //平面BEC ,故DM //平面BEC3. 【解】(1)AB ⊥平面PAD ,PH ⊂面PAD PH AB ⇒⊥ 又,PH AD ADAB A PH ⊥=⇒⊥面ABCD(2)E 是PB 中点⇒点E 到面BCF 的距离1122h PH ==三棱锥E BCF -的体积1111113326212BCF V S h FC AD h ∆=⨯=⨯⨯⨯⨯=⨯= (3)过D 作DG PA G ⊥于,连接EG ,易得EG PAD ⊥面 由AB ⊥平面PAD ⇒面PAD ⊥面PAB DG ⇒⊥面PAB E P B E GP A A B P是的中点,⊥,⊥ 11//,//////22EG AB DF AB EG DF DG EF ⇒⇒⇒ 得:EF ⊥平面PAB6. 【解】(Ⅰ)由题设知1BC CC ⊥,BC AC ⊥,1CC AC C =∩,∴BC ⊥面11ACC A又∵1DC ⊂面11ACC A ,∴1DC BC ⊥,由题设知01145A DC ADC ∠=∠=,∴1CDC ∠=090,即1DC DC ⊥,又∵DC BC C =∩,∴1DC ⊥面BDC , ∵1DC ⊂面1BDC ,∴面BDC ⊥面1BDC ;(Ⅱ)设棱锥1B DACC -的体积为1V ,AC =1,由题意得,1V =1121132+⨯⨯⨯=12,由三棱柱111ABC A B C -的体积V =1,精品文档精品文档 ∴11():V V V =1:1,∴平面1BDC 分此棱柱为两部分体积之比为1:1.。
〔2021全国1文〕16. ACB 90,P为平面ABC外一点,PC 2,点P到ACB两边AC,BC的距离均为3,那么P到平面ABC的距离为 .答案:2解答:如图,过P点做平面ABC的垂线段,垂足为O,那么PO的长度即为所求,再做PE CB,PF CA,由线面的垂直判定及性质定理可得出OE CB,OF CA,在RtPCF中,由PC 2,PF 3,可得出CF 1,同理在RtPCE中可得出CE 1,结合 ACB 90,OE CB,OF CA可得出OE OF 1,OC2,PO PC2OC2 2〔2021全国1文〕19.如图直四棱柱ABCD A1B1C1D1的底面是菱形,AA14,AB 2,BAD60o,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.1〕证明:MN//平面C1DE2〕求点C到平面C1DE的距离.答案:见解析解答:〔1〕连结AC,BD相交于点,再过点M作MH//CE交BC于点,再连结GH,NG.1111111E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.于是可得到NG//C1D,GH//DE,于是得到平面NGHM//平面C1DE,由QMN平面NGHM,于是得到MN//平面C1DE1/19〔2〕QE为BC中点,ABCD为菱形且BAD60oDE BC,又QABCD A1B1C1D1为直四棱柱,DECC1DEC1E,又QAB2,AA14,DE3,C1E17,设点C到平面C1DE的距离为h 由V CC1DE V C1DCE得11317113432h1 432解得h1717所以点C 417到平面C1DE的距离为17〔2021全国2文〕7.设,为两个平面,那么//的充要条件是()A.内有无数条直线与平行B.内有两条相交直线与平行C.,平行于同一条直线D.,垂直于同一平面答案:B解析:根据面面平行的判定定理易得答案.〔2021全国2文〕16.中国有悠久的金石文化,印信是金石文化的代表之一.印信的形状多为长方体、正方体或圆柱体,但南北朝时期的官员独孤信的印信形状是“半正多面体〞〔图1〕.半正多面体是由两种或两种以上的正多边形围成的多面体.半正多面体表达了数学的对称美.图2是一个棱数为48的半正多面体,它的所有顶点都在同一个正方体的外表上,且此正方体的棱长为 1.那么该半正多面体共有个面,其棱长为.(此题第一空2分,第二空3分.)2/19答案: 262 1解析:由图2 结合空间想象即可得到该正多面体有26个面;将该半正多面体补成正方体后,根据对称性列方程求解 .〔2021全国2文〕17.如图,长方体ABCDA 1B 1C 1D 1的底面ABCD是正方形,点E 在棱AA 1上,BE ⊥EC 1.〔1 〕证明:BE 平面EB 1C1〔2 〕假设AEAE 1,AB3,求四棱锥EBB 1C 1C 的体积.答案: 看解析 看解析解答:〔1〕证明:因为B 1C 1C 面A 1B 1BA ,BE面A 1B 1BA∴B 1C 1⊥BE 又C 1EB 1C 1 C 1,∴BE平面EB 1C 1;〔2〕设AA2a 那么BE2922222a ,C 1E18+a ,C 1B94a1222∴a,∴11 因为C 1B=BEC 1E3V EBB 1C 1CS BB 1C 1Ch363=18333/19(版)高考试题汇编文科数学立体几何〔2021全国3文〕8.如图,点N为正方形ABCD的中心,ECD为正三角形,平面ECD平面ABCD,M是线段ED的中点,那么〔〕A.BM EN,且直线B.BM EN,且直线C.BM EN,且直线D.BM EN,且直线【答案】B【解析】分析】BM,ENBM,ENBM,ENBM,EN是相交直线是相交直线是异面直线是异面直线利用垂直关系,再结合勾股定理进而解决问题.【详解】∵BDE ,N为BD中点M为DE中点,BM,EN共面相交,选项C DCD于O,,为错.作EO连接ON,过M作MF OD于F.连BF,Q平面CDE平面ABCD.EO CD,EO平面CDE,EO平面ABCD,MF平面ABCE,【MFB与EON均为直角三角形.设正方形边长为2,易知EO3,0N1EN2,MF3,BF2295BM3247.24244BM EN,应选B.【点睛】此题为立体几何中等问题,考查垂直关系,线面、线线位置关系.4/19〔2021全国3文〕16.学生到工厂劳动实践,利用3D打印技术制作模型.如图,该模型为长方体ABCD A1B1C1D1挖去四棱锥O EFGH后所得的几何体,其中O为长方体的中心,E,F,G,H分别为所在棱的中点,AB=BC=6cm,AA1=4cm,3D打印所用原料密度为/cm3,不考虑打印损耗,制作该模型所需原料的质量为___________g.【答案】118.8【解析】【分析】根据题意可知模型的体积为四棱锥体积与四棱锥体积之差进而求得模型的体积,再求出模型的质量.【详解】由题意得,四棱锥O-EFGH的底面积为46412312cm2,其高为点O到底面BB1C1C的距12离为3cm,那么此四棱锥的体积为V112312cm2.又长方体ABCD A1B1C1D1的体积为3V2466144cm2,所以该模型体积为V V2V114412132cm2,其质量为132.【点睛】此题牵涉到的是3D打印新时代背景下的几何体质量,忽略问题易致误,理解题中信息联系几何体的体积和质量关系,从而利用公式求解.〔2021全国3文〕19.图1是由矩形ADEB,RtABC和菱形BFGC组成的一个平面图形,其中AB 1,BE BF 2,FBC60o,将其沿AB,BC折起使得BE与BF重合,连结DG,如图2.〔1〕证明图2中的A,C,G,D四点共面,且平面ABC平面BCGE;〔2〕求图2中的四边形ACGD的面积.【答案】(1)见详解;(2)4.5/19【解析】【分析】(1)因为折纸和粘合不改变矩形ABED ,RtVABC 和菱形BFGC 内部的夹角,所以 AD//BE ,BF//CG 依然成立,又因E 和F 粘在一起,所以得证.因为AB 是平面BCGE 垂线,所以易证.(2) 欲求四边形ACGD 的面积,需求出CG 所对应的高,然后乘以CG 即可。
立体几何文科试题一、选择题:本大题共12小题,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的. 1、设有直线m 、n 和平面α、β.下列四个命题中,正确的是( )A.若m ∥α,n ∥α,则m ∥nB.若m ⊂α,n ⊂α,m ∥β,n ∥β,则α∥βC.若α⊥β,m ⊂α,则m ⊥βD.若α⊥β,m ⊥β,m ⊄α,则m ∥α 2、已知直线,l m与平面αβγ,,满足//l l m βγαα=⊂ ,,和mγ⊥,则有A .αγ⊥且l m⊥ B .αγ⊥且//m β C .//m β且lm⊥ D .//αβ且αγ⊥3.若()0,1,1a =- ,()1,1,0b = ,且()a b a λ+⊥,则实数λ的值是( )A .-1 B.0 C.1 D.-24、已知平面α⊥平面β,α∩β= l ,点A ∈α,A ∉l ,直线AB ∥l ,直线AC ⊥l ,直线m ∥α,m ∥β,则下列四种位置关系中,不一定...成立的是( ) A. AB ∥m B. AC ⊥m C. AB ∥β D. AC ⊥β5一个几何体的三视图及长度数据如图,则几何体的表面积与体积分别为()3,27+A ()328,+B()2327,+C ()23,28+D6、已知长方体的表面积是224cm ,过同一顶点的三条棱长之和是6cm ,则它的对角线长是( )A. B. 4cm C. D.7、已知圆锥的母线长5l cm =,高4h cm =,则该圆锥的体积是____________3cmA. 12π B 8π C. 13π D. 16π8、某几何体的三视图如图所示,当ba +取最大值时,这个几何体的体积为 ( )A .61 B .31 C .32 D .219、已知,,,A B C D 在同一个球面上,,AB BCD ⊥平面,BC CD ⊥若6,AB =AC =8A D =,则,B C 两点间的球面距离是 ( )A. 3πB. 43π C. 23π D. 53π10、四面体A B C D 的外接球球心在C D 上,且2C D =,3=AB ,在外接球面上A B ,两点间的球面距离是( ) A .π6B .π3C .2π3D .5π611、半径为2cm 的半圆纸片做成圆锥放在桌面上,一阵风吹倒它,它的最高处距桌面( ) A .4cmB .2cmC .cm 32D .cm 312、 有一正方体,六个面上分别写有数字1、2、3、4、5、6,有三个人从不同的角度观察的结果如图所示.如果记3的对面的数字为m ,4的对面的数字为n ,那么m+n 的值为( ) A .3B .7C .8D .11二.填空题:本大题共4个小题。
文科立体几何大题高考真题1(19年全国1卷)如图直四棱柱1111ABCD A B C D -的底面是菱形,14,2AA AB ==,60BAD ∠=,,,E M N 分别是11,,BC BB A D 的中点.(1)证明://MN 平面1C DE(2)求点C 到平面1C DE 的距离.&[.2(19年全国2)如图,长方体ABCD –A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形,点E 在棱AA 1上,BE ⊥EC 1.(1)证明:BE ⊥平面EB 1C 1;(2)若AE =A 1E ,AB =3,求四棱锥11E BB C C 的体积.` ¥—>3(18年全国1)如图,在平行四边形ABCM中,3AB AC==,90ACM=︒∠,以AC 为折痕将△ACM折起,使点M到达点D的位置,且AB DA⊥.(1)证明:平面ACD⊥平面ABC;(2)Q为线段AD上一点,P为线段BC上一点,且23BP DQ DA==,求三棱锥Q ABP-的体积.;#)4.(18全国卷2)如图,在三棱锥P ABC -中,AB BC ==,4PA PB PC AC ====,O 为AC 的中点.(1)证明:PO ⊥平面ABC ;(2)若点M 在棱BC 上,且MB MC 2=,求点C 到平面POM 的距离.~,'—5(2017•新课标Ⅰ)如图,在四棱锥P﹣ABCD中,AB∥CD,且∠BAP=∠CDP=90°.(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,∠APD=90°,且四棱锥P﹣ABCD的体积为,求该四棱锥的侧面积.、* >6(2017•新课标2)如图,四棱锥P ABCD -中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,12AB BC AD ==,90BAD ABC ∠=∠=。
(1) 证明:直线//BC 平面PAD ;(2) 若PCD ∆的面积为27,求四棱锥P ABCD -的体积。
WORD文档文科立体几何第 1 页4、如图,矩形ABCD 中,AD 平面ABE ,AE EB BC 2,F为CE 上的点,且D C BF 平面ACE .G(Ⅰ)求证:AE 平面BCE ;(Ⅱ)求证;AE //平面BFD ;(Ⅲ)求三棱锥 C BGF 的体积. A FBE第 2 页5、如图所示,在棱长为 2 的正方体A BCD A B C D 中,E 、F 分1 1 1 1DD 、DB的中点.别为1( Ⅰ) 求证:EF // 平面ABC D ;1 1A1B1( Ⅱ) 求证:EF B C ;1E(III )求三棱锥V B EFC1的体积.DFA B6、如图,在四棱锥P ABCD 中,底面ABCD是正方形,侧棱PD 底面ABCD,PD DC 1,E是PC的中点,作EF PB 交PB于点F.(I) 证明:PA∥平面EDB;(II) 证明:PB⊥平面EFD;P(III) 求三棱锥P DEF 的体积.FECDA B第 3 页ABC A B C AC 3 7、如图, 在三棱柱中,,1 1 1BC 4 AB 5CC 平面ABC ,,, AA1 4 ,1 A1C1B1D AB点是的中点,(1)求证:AC BC ;1(2)求证:AC 平面CDB ;1 1(3)求三棱锥的体积。
C CDB1 1C BA D第7 题图8. 如图,四边形ABCD为矩形,AD⊥平面ABE,AE=EB=BC=2,F 为CE 上的点,且BF⊥平面ACE.(1) 求证:AE⊥BE;D C(2) 求三棱锥D-AEC的体积;(3) 设M在线段AB上,且满足AM=2MB,试在线段CE上确定一点N,使得MN∥平面DAE.FMA BE第 4 页9、如图,在四棱锥P—ABCD中,底面ABCD是菱形,∠ABC=60°,PA=AC=a,PB=PD= 2a ,点E,F 分别在PD,BC上,且PE:ED=BF:FC。
(1)求证:PA⊥平面ABCD;(2)求证:EF//平面PAB。
ABCD CDE CD AE CDE10、正方形所在平面与三角形所在平面相交于,平面,且AE 3 AB 6,.BAB ADE(1)求证:平面;(2)求凸多面体的体积.ABCDE AC ED第 5 页AB ACD DE11、如图的几何体中,平面,平面ACD ACD,△为等边三角形,F CDAD DE 2AB 2,为的中点.AF // BCE(1)求证:平面;BCE CDE(2)求证:平面平面;(3)求这个几何体的体积.12第 6 页WORD文档13、已知直角梯形ABCD 中,AB∥CD,AB⊥BC,AB=1,BC=2,CD=1+3,过A 作AE⊥CD,垂足为E,G、F 分别为AD、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使DE ⊥EC.(1)求证:BC⊥平面CDE ;(2)求证:FG ∥平面BCD ;(3)求四棱锥D-ABCE 的体积.WORD文档17、如图4, 在边长为 1 的等边三角形ABC 中, D,E分别是AB AC 边上的点, AD AE , F 是BC 的中点, AF 与,DE 交于点G , 将ABF 沿AF 折起, 得到如图 5 所示的三棱锥A BCF , 其中2 BC .2(1) 证明: DE // 平面BCF ;(2) 证明: CF 平面ABF ;(3) 当2AD 时, 求三棱锥 F DEG 的体积V F DEG .3AD G EB CFA 图418、如图, 直三棱柱ABC-A1B1C1 中,D,E 分别是AB,BB1的中点.(1) 证明: BC 1// 平面A1CD;G(2) 设AA1= AC=CB=2,AB=2 , 求三棱锥C一A1DE的体积.EDF CB图 5第9 页19 、如图, 四棱锥P ABCD 的底面ABCD 是边长为 2 的菱形, BAD 60 . 已知PB PD 2, PA 6 .( Ⅰ) 证明: PC BD( Ⅱ) 若E 为PA 的中点, 求三菱锥P BCE 的体积.19.G1、G4、G3[2014 ·安徽卷] 如图1-5 所示,四棱锥P - ABCD 的底面是边长为8 的正方形,四条侧棱长均为 2 17.点G,E,F,H 分别是棱PB,AB,CD,PC 上共面的四点,平面GEFH ⊥平面ABCD,BC∥平面GEFH .图1-5(1)证明:GH∥EF ;(2)若EB=2,求四边形GEFH 的面积.20.G1、G5[2014 重·庆卷] 如图1-4 所示四棱锥P- ABCD 中,底面是以O 为中心的菱形,PO⊥底面ABCD,AB=2,∠BAD=1且BM=2.(1)证明:BC⊥平面POM;π,M 为BC 上一点,3(2)若MP⊥AP,求四棱锥P- A BMO 的体积.图1-417.G2、G8[2014 陕·西卷] 四面体ABCD 及其三视图如图1-4 所示,平行于棱AD,BC 的平面分别交四面体的棱AB,BD,DC,CA 于点E,F,G,H.图1-4(1)求四面体ABCD 的体积;(2)证明:四边形EFGH 是矩形.17.G4 、G5 [2014 ·北京卷] 如图1-5,在三棱柱ABC - A1B1C1 中,侧棱垂直于底面,AB⊥BC,AA1=AC=2,BC=1,E,F 分别是A1C1,BC 的中点.图1-5(1)求证:平面ABE⊥平面B1BCC1;(2)求证:C1F∥平面ABE;(3)求三棱锥E- ABC 的体积.16.G4、G5[2014 江·苏卷] 如图1-4 所示,在三棱锥P - ABC 中,D,E,F 分别为棱PC,AC,AB 的中点.已知PA⊥AC,PA=6,BC=8,DF=5.求证:(1)直线PA∥平面DEF;(2)平面BDE⊥平面ABC .图1-418.G4、G11[2014 新·课标全国卷Ⅱ] 如图1-3,四棱锥P - ABCD 中,底面ABCD 为矩形,PA⊥平面ABCD ,E 为PD 的中点.(1)证明:PB∥平面AEC;(2)设AP=1,AD=3,三棱锥P - ABD 的体积V=3,求 A 到平面PBC 的距离.418.G5,G4[2014 山·东卷] 如图1-4 所示,四棱锥P- ABCD 中,AP⊥平面PCD,AD∥BC,1AB=BC=2AD,E,F 分别为线段AD,PC 的中点.图1-4(1)求证:AP∥平面BEF ;(2)求证:BE⊥平面PAC .18.G4、G5[2014 ·四川卷] 在如图1-4 所示的多面体中,四边形ABB1A1 和ACC1A1 都为矩形.(1)若AC⊥BC,证明:直线BC⊥平面ACC1A1.(2)设D,E 分别是线段BC,CC1 的中点,在线段AB 上是否存在一点M,使直线DE∥平面A1MC ?请证明你的结论.图1-419.G5,G7[2014 福·建卷] 如图1-6 所示,三棱锥 A - BCD 中,AB⊥平面BCD,CD ⊥BD.(1)求证:CD⊥平面ABD;(2)若AB=BD=CD=1,M 为AD 中点,求三棱锥 A - MBC 的体积.19.G5、G7[2014 辽·宁卷] 如图1-4 所示,△ABC 和△BCD 所在平面互相垂直,且AB =BC=BD=2,∠ABC=∠DBC=120°,E,F,G 分别为AC,DC,AD 的中点.图1-4(1)求证:EF⊥平面BCG;(2)求三棱锥 D -BCG 的体积.19.G5 G11 [2014 ·全国新课标卷Ⅰ] 如图1-4,三棱柱ABC - A1B1C1 中,侧面BB1C1C 为菱形,B1C 的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C.图1-4(1)证明:B1C⊥AB;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC - A1B1C1 的高.19.G5 G11 [2014 ·全国新课标卷Ⅰ] 如图1-4,三棱柱ABC - A1B1C1 中,侧面BB1C1C 为菱形,B1C 的中点为O,且AO⊥平面BB1C1C.图1-4(1)证明:B1C⊥AB;(2)若AC⊥AB1,∠CBB1=60°,BC=1,求三棱柱ABC - A1B1C1 的高.18.G1,G4,G5[2015 北·京卷] 如图1-5,在三棱锥V-ABC 中,平面VAB⊥平面ABC,△VAB 为等边三角形,AC⊥BC 且AC=BC=2,O,M 分别为AB,VA 的中点.(1)求证:VB∥平面MOC ;(2)求证:平面MOC⊥平面VAB;(3)求三棱锥V-ABC 的体积.18.G1,G4,G5[2015 四·川卷] 一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意图如图1-2 所示.(1)请将字母F,G,H 标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);(2)判断平面BEG 与平面ACH 的位置关系,并证明你的结论;(3)证明:直线DF⊥平面BEG .图1-218.G4,G5,G11[2015 广·东卷] 如图1- 3,三角形PDC 所在的平面与长方形ABCD 所在的平面垂直,PD=PC=4,AB=6,BC=3.(1)证明:BC∥平面PDA;(2)证明:BC⊥PD;(3)求点 C 到平面PDA 的距离.图1-316.G4、G5[2015 ·江苏卷] 如图1-2,在直三棱柱ABC - A1B1C1 中,已知AC⊥BC,BC =CC1,设AB1 的中点为D,B1C∩BC1=E.求证:(1)DE∥平面AA1C1C;(2)BC1⊥AB1.图1-218.G5[2015 全·国卷Ⅰ] 如图1-5,四边形ABCD 为菱形,G 为AC 与BD 的交点,BE⊥平面ABCD .(1)证明:平面AEC⊥平面BED;(2)若∠ABC=120°,AE⊥EC, 三棱锥 E - ACD 的体积为6,求该三棱锥的侧面积.318.G5[2015 陕·西卷] 如图1-5(1),在直角梯形ABCD 中,AD∥BC,∠BAD=π,AB 21=BC=AD=a,E 是AD 的中点,O 是AC 与BE 的交点.将△ABE 沿BE 折起到图(2)中△A1BE 2的位置,得到四棱锥A1 - BCDE .(1)证明:CD⊥平面A1OC;(2)当平面A1BE⊥平面BCDE 时,四棱锥A1 - BCDE 的体积为36 2,求a 的值.图1-520.G5、G7[2015 重·庆卷] 如图1-4,三棱锥P - ABC 中,平面PAC⊥平面ABC,∠ABC π=2,点D,E 在线段AC 上,且AD=DE=EC=2,PD=PC=4,点 F 在线段AB 上,且EF∥BC.(1)证明:AB⊥平面PFE ;(2)若四棱锥P - DFBC 的体积为7,求线段BC 的长.图1-4第19 页19.G12[2015 安·徽卷] 如图1-5,三棱锥P-ABC 中,PA⊥平面ABC,PA=1,AB=1,AC=2,∠BAC=60°.(1)求三棱锥P-ABC 的体积;(2)证明:在线段PC 上存在点M,使得AC⊥BM,并求P MMC的值.图1-519.G1、G4[2016 全·国卷Ⅲ] 如图1-5,四棱锥P - ABCD 中,PA⊥底面ABCD,AD∥BC,AB=AD=AC=3,PA=BC=4,M 为线段AD 上一点,AM=2MD ,N 为PC 的中点.(1)证明:MN∥平面PAB;(2)求四面体N - BCM 的体积.图1-5DC⊥AC.(1)求证:DC⊥平面PAC .(2)求证:平面PAB⊥平面PAC .(3)设点 E 为AB 的中点,在棱PB 上是否存在点F,使得PA∥平面CEF?说明理由.18.G4,G5[2016 山·东卷] 在如图1-5 所示的几何体中, D 是AC 的中点,EF∥DB.(1)已知AB=BC,AE=EC,求证:AC⊥FB;(2)已知G,H 分别是EC 和FB 的中点,求证:GH∥平面ABC .图1-5∠ADC =∠PAB=90°,BC=CD=12 AD.(1)在平面PAD 内找一点M,使得直线CM ∥平面PAB,并说明理由;(2)证明:平面PAB⊥平面PBD .图1-418.G5[2016 全·国卷Ⅰ] 如图1-4,已知正三棱锥P - ABC 的侧面是直角三角形,PA=6,顶点P 在平面ABC 内的正投影为点D,D 在平面PAB 内的正投影为点E,连接PE 并延长交AB 于点G.(1)证明:G 是AB 的中点;(2)作出点 E 在平面PAC 内的正投影F(说明作法及理由),并求四面体PDEF 的体积.图1-419.G5[2016 全·国卷Ⅱ] 如图1-4,菱形ABCD 的对角线AC 与BD 交于点O,点E,F 分别在AD,CD 上,AE=CF,EF 交BD 于点H.将△DEF 沿EF 折到△D′EF 的位置.(1)证明:AC⊥HD′;5,OD′=2 2,求五棱锥D′A-BCFE 的体积.(2)若AB=5,AC=6,AE=4图1-49.【2017 课标1,文18】如图,在四棱锥P-ABCD中,AB//CD,且BAP CDP 90 .(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;(2)若PA=PD=AB=DC,APD 90 ,且四棱锥P-ABCD的体积为83,求该四棱锥的侧面积.10.【2017 课标II,文18】如图,四棱锥P ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,10 AB BC AD, BAD ABC 90 .2(1)证明:直线BC / / 平面PAD ;(2)若△PAD 面积为2 7 ,求四棱锥P ABCD 的体积.11.【2017 课标3,文19】如图,四面体ABCD中,△ABC是正三角形,AD=CD.(1)证明:AC⊥BD;(2)已知△ACD是直角三角形,AB=BD.若 E 为棱BD 上与D 不重合的点,且AE⊥EC,求四面体ABCE与四面体ACDE的体积比.12. 【2017 山东,文18】(本小题满分12 分)由四棱柱ABCD-A1B1C1D1 截去三棱锥C1- B1CD1后得到的几何体如图所示,四边形ABCD为正方形,O为AC与BD 的交点,E为AD的中点,A1E 平面ABCD,(Ⅰ)证明:A O ∥平面B1CD1;1(Ⅱ)设M 是OD 的中点,证明:平面A1EM 平面B1CD1.13.【2017 天津,文17】如图,在四棱锥P ABCD 中,AD 平面PDC ,AD∥BC ,PD PB ,AD 1 ,BC 3,CD 4 ,PD 2 .(I)求异面直线AP 与BC 所成角的余弦值;(II)求证:PD 平面PBC ;(Ⅲ)求直线AB 与平面PBC 所成角的正弦值.第25 页专业资料14.【2017 北京,文18】如图,在三棱锥P–ABC中,PA⊥AB,PA⊥BC,AB⊥BC,PA=AB=BC=2,D 为线段AC的中点,E为线段PC上一点.(Ⅰ)求证:PA⊥BD;(Ⅱ)求证:平面BDE⊥平面PAC;(Ⅲ)当PA∥平面BDE 时,求三棱锥E–BCD的体积.第26 页专业资料专业资料。