2019年高考数学分类汇编:立体几何
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训练一:2019年高考文科数学新课标Ⅰ卷第16题:已知0
90=∠ACB ,P 为平面ABC 外一点,2=PC ,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 。
本题解答:如下图所示:
假设:⊥PO 平面ABC ,OD 、⊂OE 平面OD PO ABC ⊥⇒,OE PO ⊥。
22223PO PO PD OD OD PO -=-=⇒⊥,22223PO PO PE OE OE PO -=-=⇒⊥ OE OD OE OD =⇒=⇒22。
⊥PO 平面ABC ,AC ,⊂BC 平面AC PO ABC ⊥⇒,BC PO ⊥。
AC PO ⊥,AC PD ⊥,PO 、⊂PD 平面⊥⇒AC PDO 平面PDO ,⊂OD 平面OD AC PDO ⊥⇒。
BC PO ⊥,BC PE ⊥,PO 、⊂PE 平面⊥⇒BC PEO 平面PEO ,⊂OE 平面OE BC PEO ⊥⇒。 OD AC ⊥,OE BC ⊥,⇒=∠090ACB 四边形CEOD 是矩形,⇒=OE OD 四边形CEOD 是正方形。
在COD Rt ∆中:2
2
2
2
2
2
2633PO PO PO CD OD CO -=-+-=+=。
⊥PO 平面ABC ,⊂OC 平面222222226=-+⇒=+⇒⊥⇒PO PO PC OC PO OC PO ABC
⇒=⇒=⇒222PO PO P 到平面ABC 的距离为2。
训练二:2019年高考文科数学新课标Ⅰ卷第19题:如图,直四棱柱1111D C B A ABCD -的底面是菱形,41=AA ,
2=AB ,060=∠BAD ,E ,M ,N 分别是BC ,1BB ,D A 1的中点。
(Ⅰ)证明://MN 平面DE C 1; (Ⅱ)求点C 到平面DE C 1的距离。
本题解答:(Ⅰ)证明:连接ME 和C B 1。
M 是1BB 的中点,E 是BC 的中点ME ⇒是C BB 1∆的中位线C B ME 1//⇒,C B ME 12
1
=
。
AB B A //11,CD B A CD AB ////11⇒。AB B A =11,CD B A CD AB =⇒=11,CD B A //11
⇒四边形CD B A 11是平行四边形C B D A 11//⇒,C B D A 11=。
C B
D A 11//,M
E ND ME D A C B ME //////11⇒⇒。
N 为D A 1的中点D A ND 121=
⇒,C B ND C B D A 11121=⇒=,ME ND C B ME =⇒=12
1
,ME ND // ⇒四边形NMED 是平行四边形DE MN //⇒,⊂DE 平面DE C 1//MN ⇒平面DE C 1。
(Ⅱ)解答:⊥1CC 平面ABCD ,三棱锥DE C C 1-中点C ,D ,E 是底面ABCD 的三个点
⇒底面CDE ,上顶点1C ,高1CC 。
根据等体积法得到:DE
C CDE C CDE DE C C CDE C DE C C S S CC h S CC S h V V 11111131
31∆∆∆∆--⨯=⇒⨯⨯=⨯⨯⇒=。 ①计算高:411==AA CC 。 ②计算CDE ∆的面积:如下图所示:
2
3
231221sin 21=⨯⨯⨯=∠⨯⨯⨯=
∆DCE CE CD S CDE 。 ③计算DE C 1∆的面积:如下图所示:
根据余弦定理得到:332
1
41460cos 122120
2
2
2
=⇒=⨯
-+=⨯⨯⨯-+=DE DE 。 根据勾股定理得到:52204162412221=⇒=+=+=D C D C ;17171412
221=⇒=+=E C E C 。
在DE C 1∆中:32=DE ,2021=D C ,E C DE D C E C DE E C 12
12122117⊥⇒=+⇒=。如下图所示:
2
51
173212111=⨯⨯=⨯⨯=∆E C DE S DE C 。
所以:1717417
42
5123
411==⨯
=
⨯=
∆∆DE
C CDE
C S S CC h 。
训练三:2019年高考理科数学新课标Ⅰ卷第12题:已知三棱锥ABC P -的四个顶点在球O 的球面上,
PC PB PA ==,ABC ∆是边长为2的正三角形,E ,F 分别为PA ,AB 的中点,090=∠CEF ,则球O 的体
积为( )
A.π68
B.π64
C.π62
D.π6 本题解答:第一步:计算ABC ∆的外接圆半径和圆心1O 坐标。如下图所示:
)0,0,1(-A ,)0,0,1(B ,)0,3
3
,0()3000,3300,3011(
)0,3,0(11O O C ⇒++++++-⇒。)0,0,0(F 。 3
3
234311)00()330()01(222111=
=+=-+-
+--====C O B O A O r 。 第二步:计算正三棱锥上顶点P 的坐标和PA 的中点E 的坐标。
正三棱锥上顶点P 与下底面外接圆圆心1O 的连线垂直于底面⊥⇒1PO 底面ABC ,假设a PO =1,)0,3
3
,
0(1O ),33,
0(a P ⇒。E 为),33,0(a P 和)0,0,1(-A 的中点)2
,63,21(a E -⇒。 第三步:处理0
90=∠CEF 。
)2,635,21()2,63,21()0,3,0(a a -=--=,)2
,63,21()2,63,21()0,0,0(a
a --=--=。