高考数学一轮复习 第七章 立体几何学案
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1 第七章 立体几何
第一节空间几何体的结构特征及三视图与直观图
1．简单几何体
(1)多面体的结构特征
名称 棱柱 棱锥 棱台
图形
底面 互相平行且相等 多边形 互相平行
侧棱 平行且相等 相交于一点，但不一定相等 延长线交于一点侧面
形状 平行四边形 三角形 梯形
(2)旋转体的结构特征
名称 圆柱 圆锥 圆台 球
图形
母线 互相平行且相等，垂直于底面 相交于一点 延长线交于一点
轴截面 全等的矩形 全等的等腰三角形 全等的等腰梯形 圆
侧面展开图 矩形 扇形 扇环
2．直观图
(1)画法：常用斜二测画法．
(2)规则：
①原图形中x轴、y轴、z轴两两垂直，直观图中，x′轴、y′轴的夹角为45°(或135°)，z′轴与x′轴和y′轴所在平面垂直．
②原图形中平行于坐标轴的线段，直观图中仍平行于坐标轴．平行于x轴和z轴的线段 2 在直观图中保持原长度不变，平行于y轴的线段长度在直观图中变为原来的一半．
3．三视图
(1)几何体的三视图包括正视图、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．
(2)三视图的画法
①基本要求：长对正，高平齐，宽相等．
②画法规则：正侧一样高，正俯一样长，侧俯一样宽；看不到的线画虚线．
[小题体验]
1．若一个三棱柱的三视图如图所示，其俯视图为正三角形，则这个三棱柱的高和底面边长分别为( )
A．2,23 B．22，2
C．4,2 D．2,4
解析：选D 由三视图可知，正三棱柱的高为2，底面正三角形的高为23，故底面边长为4，故选D.
2．(教材习题改编)如图，长方体ABCD A′B′C′D′被截去一部分，其中EH∥A′D′，则剩下的几何体是________，截去的几何体是______．
答案：五棱柱 三棱柱
1．台体可以看成是由锥体截得的，易忽视截面与底面平行且侧棱延长后必交于一点．
2．空间几何体不同放置时其三视图不一定相同．
3．对于简单组合体，若相邻两物体的表面相交，表面的交线是它们的分界线，在三视图中，易忽视实虚线的画法．
[小题纠偏]
1.如图，能推断这个几何体可能是三棱台的是( )
A．A1B1＝2，AB＝3，B1C1＝3，BC＝4 3 B．A1B1＝1, AB＝2，B1C1＝32，BC＝3，A1C1＝2，AC＝3
C．A1B1＝1，AB＝2，B1C1＝32，BC＝3，A1C1＝2，AC＝4
D．AB＝A1B1，BC＝B1C1，CA＝C1A1
解析：选C 根据棱台是由棱锥截成的，可知A1B1AB＝B1C1BC＝A1C1AC，故A，B不正确，C正确；D项中满足这个条件的是一个三棱柱，不是三棱台，故D不正确．
2．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( )
解析：选B 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.
3．(教材习题改编)利用斜二测画法得到的
①三角形的直观图一定是三角形；
②正方形的直观图一定是菱形；
③等腰梯形的直观图可以是平行四边形；
④菱形的直观图一定是菱形．
以上结论正确的个数是________．
解析：由斜二测画法的规则可知①正确；②错误，是一般的平行四边形；③错误，等腰梯形的直观图不可能是平行四边形；而菱形的直观图也不一定是菱形，④也错误．
答案：1
考点一 空间几何体的结构特征基础送分型考点——自主练透
[题组练透]
1．用任意一个平面截一个几何体，各个截面都是圆面，则这个几何体一定是( )
A．圆柱 B．圆锥
C．球体 D．圆柱、圆锥、球体的组合体
解析：选C 截面是任意的且都是圆面，则该几何体为球体．
2．给出下列几个命题：
①在圆柱的上、下底面的圆周上各取一点，则这两点的连线是圆柱的母线；②底面为正多边形，且有相邻两个侧面与底面垂直的棱柱是正棱柱；③棱台的上、下底面可以不相似， 4 但侧棱长一定相等．其中正确命题的个数是( )
A．0 B．1
C．2 D．3
解析：选B ①不一定，只有这两点的连线平行于轴时才是母线；②正确；③错误，棱台的上、下底面是相似且对应边平行的多边形，各侧棱延长线交于一点，但是侧棱长不一定相等．
3．给出下列命题：
①棱柱的侧棱都相等，侧面都是全等的平行四边形；
②若三棱锥的三条侧棱两两垂直，则其三个侧面也两两垂直；
③在四棱柱中，若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面，则该四棱柱为直四棱柱；
④存在每个面都是直角三角形的四面体．
其中正确命题的序号是________．
解析：①不正确，根据棱柱的定义，棱柱的各个侧面都是平行四边形，但不一定全等；②正确，若三棱锥的三条侧棱两两垂直，则三个侧面构成的三个平面的二面角都是直二面角；③正确，因为两个过相对侧棱的截面的交线平行于侧棱，又垂直于底面；④正确，如图，正方体ABCDA1B1C1D1中的三棱锥C1ABC，四个面都是直角三角形．
答案：②③④
[谨记通法]
解决与空间几何体结构特征有关问题的3个技巧
(1)把握几何体的结构特征，要多观察实物，提高空间想象能力；
(2)紧扣结构特征是判断的关键，熟悉空间几何体的结构特征，依据条件构建几何模型；
(3)通过反例对结构特征进行辨析．
考点二 空间几何体的三视图重点保分型考点——师生共研
[典例引领]
1．(2018·东北四市联考)如图，在正方体ABCDA1B1C1D1中，P是线段CD的中点，则三棱锥PA1B1A的侧视图为(
)
5 解析：选D 如图，画出原正方体的侧视图，显然对于三棱锥PA1B1A，B(C)点均消失了，其余各点均在，从而其侧视图为D.
2．(2018·杭州模拟)已知三棱锥的正视图与俯视图如图所示，俯视图是边长为2的正三角形，那么该三棱锥的侧视图可能为(
)
解析：选B 由正视图可看出长为2的侧棱垂直于底面，侧视图为直角三角形，直角边长为2，另一直角边为底边三角形的高3.故侧视图可能为B.
[由题悟法]
1．已知几何体，识别三视图的技巧
已知几何体画三视图时，可先找出各个顶点在投影面上的投影，然后再确定线在投影面上的实虚．
2．已知三视图，判断几何体的技巧
(1)对柱、锥、台、球的三视图要熟悉．
(2)明确三视图的形成原理，并能结合空间想象将三视图还原为直观图．
(3)遵循“长对正、高平齐、宽相等”的原则．
[提醒] 对于简单组合体的三视图，应注意它们的交线的位置，区分好实线和虚线的不同．
[即时应用]
1．(2018·沈阳教学质量监测)“牟合方盖”是我国古代数学家刘徽在研究球的体积的过程中构造的一个和谐优美的几何体．它由完全相同的四个曲面构成，相对的两个曲面在同一个圆柱的侧面上，好似两个扣合(牟 6 合)在一起的方形伞
(方盖)．其直观图如图，图中四边形是为体现其直观性所作的辅助线．当其正视图和侧视图完全相同时，它的俯视图可能是(
)
解析：选B 根据直观图以及图中的辅助四边形分析可知，当正视图和侧视图完全相同时，俯视图为B，故选B.
2．一个几何体的三视图如图所示，则该几何体的直观图可以是(
)
解析：选D 由俯视图是圆环可排除A、B、C，进一步将已知三视图还原为几何体，可得选项D.
考点三 空间几何体的直观图重点保分型考点——师生共研
[典例引领]
(2018·杭州模拟)在等腰梯形ABCD中，上底CD＝1，腰AD＝CB＝2，下底AB＝3，以下底所在直线为x轴，则由斜二测画法画出的直观图A′B′C′D′的面积为________．
解析：画出等腰梯形ABCD的实际图形及直观图A′B′C′D′如图所示，因为OE＝22－12＝1，
所以O′E′＝12，E′F′＝24.
所以直观图A′B′C′D′的面积为
S′＝12×(1＋3)×24＝22.
7 答案：22 [由题悟法]
原图与直观图中的“三变”与“三不变”
(1)“三变” 坐标轴的夹角改变与y轴平行的线段的长度改变减半图形改变
(2)“三不变” 平行性不变与x轴平行的线段长度不变相对位置不变
[即时应用]
如图，矩形O′A′B′C′是水平放置的一个平面图形的直观图，其中O′A′＝6 cm，O′C′＝2 cm，则原图形是( )
A．正方形 B．矩形
C．菱形 D．一般的平行四边形
解析：选C 如图，在原图形OABC中，应有OD＝2O′D′＝2×22＝42 cm，CD＝C′D′＝2 cm.
∴OC＝OD2＋CD2＝422＋22＝6 cm，
∴OA＝OC，故四边形OABC是菱形． 8
一抓基础，多练小题做到眼疾手快
1．某几何体的正视图和侧视图完全相同，均如图所示，则该几何体的俯视图一定不可能是(
)
解析：选D 几何体的正视图和侧视图完全一样，则几何体从正面看和侧面看的长度相等，只有等边三角形不可能．
2．下列说法正确的是( )
A．棱柱的两个底面是全等的正多边形
B．平行于棱柱侧棱的截面是矩形
C．{直棱柱}⊆{正棱柱}
D．{正四面体}⊆{正三棱锥}
解析：选D 因为选项A中两个底面全等，但不一定是正多边形；选项B中一般的棱柱不能保证侧棱与底面垂直，即截面是平行四边形，但不一定是矩形；选项C中{正棱柱}⊆{直棱柱}，故A、B、C都错；选项D中，正四面体是各条棱均相等的正三棱锥，故正确．
3．某几何体的三视图如图所示，那么这个几何体是(
)
A．三棱锥 B．四棱锥
C．四棱台 D．三棱台
解析：选A 因为正视图和侧视图都为三角形，可知几何体为锥体，又因为俯视图为三角形，故该几何体为三棱锥．
