立体几何题型的解题技巧适合总结提高用

发布 2019-08-16 00:51:20 阅读 8573

第六讲立体几何新题型的解题技巧。

考点1 点到平面的距离。

例1(2023年福建卷理)如图,正三棱柱的所有棱长都为,为中点.

ⅰ)求证:平面;

ⅱ)求二面角的大小;

ⅲ)求点到平面的距离.

例2.( 2023年湖南卷)如图,已知两个正四棱锥p-abcd与q-abcd的高分别为1和2,ab=4.

ⅰ)证明pq⊥平面abcd;

ⅱ)求异面直线aq与pb所成的角;

ⅲ)求点p到平面qad的距离。

考点2 异面直线的距离。

例3 已知三棱锥,底面是边长为的正三角形,棱的长为2,且垂直于底面。分别为的中点,求cd与se间的距离。

考点3 直线到平面的距离。

例4. 如图,在棱长为2的正方体中,g是的中点,求bd到平面的距离。

考点4 异面直线所成的角。

例5(2023年北京卷文)

如图,在中,,斜边.可以通过以直线为轴旋转得到,且二面角的直二面角.是的中点.

)求证:平面平面;

)求异面直线与所成角的大小.

例6.(2023年广东卷)如图所示,af、de分别是⊙o、⊙o1的直径。ad与两圆所在的平面均垂直,ad=8,bc是⊙o的直径,ab=ac=6,oe//ad.

ⅰ)求二面角b—ad—f的大小;

ⅱ)求直线bd与ef所成的角。

考点5 直线和平面所成的角。

例7.(2023年全国卷ⅰ理)

四棱锥中,底面为平行四边形,侧面底面.已知,,,

ⅰ)证明;ⅱ)求直线与平面所成角的大小.

考点6 二面角。

例8.(2023年湖南卷文)

如图,已知直二面角,,,直线和平面所成的角为.

i)证明。ii)求二面角的大小.

例9.( 2023年重庆卷)如图,在四棱锥p-abcd中,pa底面abcd, dab为直角,ab‖cd,ad=cd=2ab, e、f分别为pc、cd的中点。

ⅰ)试证:cd平面bef;

ⅱ)设pa=k·ab,且二面角e-bd-c的平面角大于,求k的取值范围。

考点7 利用空间向量求空间距离和角。

例10.(2023年江苏卷)

如图,已知是棱长为的正方体,点在上,点在上,且.

1)求证:四点共面;

2)若点在上,,点在上,垂足为,求证:平面;

3)用表示截面和侧面所成的锐二面角的大小,求.

例11.(2023年全国ⅰ卷)

如图,l1、l2是互相垂直的两条异面直线,mn是它们的公垂线段,点a、b在l1上,c在l2上,am=mb=mn

i)证明acnb;

ii)若,求nb与平面abc所成角的余弦值。

考点8 简单多面体的有关概念及应用,主要考查多面体的概念、性质,主要以填空、选择题为主,通常结合多面体的定义、性质进行判断。

例12 . 如图(1),将边长为1的正六边形铁皮的六个角各切去一个全等的四边形,再沿虚线折起,做成一个无盖的正六棱柱容器,当这个正六棱柱容器的底面边长为时容积最大。

例13 .如图左,在正三角形abc中,d、e、f分别为各边的中点,g、h、i、j分别为af、ad、be、de的中点,将△abc沿de、ef、df折成三棱锥后,gh与ij所成角的度数为( )

a、90b、60c、45° d、0°

例14.长方体abcd-a1b1c1d1中,1 设对角线d1b与自d1出发的三条棱分别成α、β角。

求证:cos2α+cos2β+cos2=1

2 设d1b与自d1出发的三个面成α、β角,求证:

cos2α+cos2β+cos2=2

考点9.简单多面体的侧面积及体积和球的计算。

例15. 如图,在三棱柱abc-a1b1c1中,ab=a,bc=ca=aa1=a,a1在底面△abc上的射影o在ac上。

1 求ab与侧面ac1所成角;

2 若o恰好是ac的中点,求此三棱柱的侧面积。

例16. 等边三角形abc的边长为4,m、n分别为ab、ac的中点,沿mn将△amn折起,使得面amn与面mncb所成的二面角为30°,则四棱锥a—mncb的体积为 (

ab、 c、 d、3

例17.如图,四棱锥p—abcd中,底面是一个矩形,ab=3,ad=1,又pa⊥ab,pa=4,∠pad=60°

1 求四棱锥的体积;

2 求二面角p-bc-d的大小。

例18 .(2023年全国卷ⅱ)已知圆o1是半径为r的球o的一个小圆,且圆o1的面积与球o的表面积的比值为,则线段oo1与r的比值为。

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一、选择题。

1.如图,在正三棱柱abc-a1b1c1中,已知ab=1,d在bb1上,

且bd=1,若ad与侧面aa1cc1所成的角为,则的值为。

ab. cd.

2.直线a与平面成角,a是平面的斜线,b是平面。

内与a异面的任意直线,则a与b所成的角( )

a. 最小值,最大值b. 最小值,最大值。

c. 最小值,无最大值d. 无最小值,最大值。

3.在一个的二面角的一平面内有一条直线与二面角的棱成角,则此直线与二面角的另一平面所成的角为( )

abcd.

4.如图,直平行六面体abcd-a1b1c1d1的棱长均为2,则对角线a1c与侧面dcc1d1所成。

的角的正弦值为( )

ab. cd.

5.已知在中,ab=9,ac=15,,它所在平面外一点p到三顶点的距离都是14,那么点p到平面的距离为( )

a. 13b. 11c. 9d. 7

6.如图,在棱长为3的正方体abcd-a1b1c1d1中,m、n分别是棱a1b1、a1d1的中点,则点b到平面amn的距离是( )

abcd. 2

7.将,边长mn=a的菱形mnpq沿对角线nq折成的二面角,则mp与nq间的距离等于( )

abcd.

8.二面角的平面角为,在内,于b,ab=2,在内,于d,cd=3,bd=1, m是棱上的一个动点,则am+cm的最小值为( )

abcd.

9.空间四点a、b、c、d中,每两点所连线段的长都等于a, 动点p**段ab上, 动点q**段cd上,则p与q的最短距离为( )

abcd.

10.在一个正四棱锥,它的底面边长与侧棱长均为a ,现有一张正方形包装纸将其完全包住(不能裁剪纸,但可以折叠),那么包装纸的最小边长应为( )

a. b. c. d.

11.已知长方体abcd-a1b1c1d1中,a1a=ab=2,若棱ab上存在点p,使,则棱ad的长的取值范围是 (

abcd.

12.将正方形abcd沿对角线ac折起,使点d在平面abc外,则db与平面abc所成的角一定不等于( )

abcd.

二、填空题。

1.如图,正方体abcd-a1b1c1d1的棱长为1,e是a1b1的中点,则下列四个命题:

1 e到平面abc1d1的距离是;

2 直线bc与平面abc1d1所成角等于;

3 空间四边形abcd1在正方体六个面内的射影围成。

面积最小值为;

4 be与cd1所成的角为。

2.如图,在四棱柱abcd---a1b1c1d1中,p是a1c1

上的动点,e为cd上的动点,四边形abcd满。

足时,体积恒为定值(写上。

你认为正确的一个答案即可)

3.边长为1的等边三角形abc中,沿bc边高线ad

折起,使得折后二面角b-ad-c为60°,则点a到。

bc的距离为点d到平面abc的距离。

为。4.在水平横梁上a、b两点处各挂长为50cm的细绳,am、bn、ab的长度为60cm,在mn处挂长为60cm

的木条,mn平行于横梁,木条的中点为o,若木条。

绕过o的铅垂线旋转60°,则木条比原来升高了。

5.多面体上,位于同一条棱两端的顶点称为相邻的。如图正方体的一个顶点a在平面内。其余顶点在的同侧,正方体上与顶点a相邻的三个顶点到的距离分别是和4.

p是正方体其余四个顶点中的一个,则p到平面的距离可能是:

以上结论正确的为。

写出所有正确结论的编号)

6. 如图,棱长为1m的正方体密封容器的三个面上有三个锈蚀的小孔(不计小孔直径)o1、o2、o3它们分别是所在面的中心。如果恰当放置容器,容器存水的最大容积是___m3.

三、解答题。

1. 在正三棱柱abc—a1b1c1中,底面边长为a,d为bc为中点,m在bb1上,且bm=b1m,又cm⊥ac1;

1) 求证:cm⊥c1d;

2) 求aa1的长。

2. 如图,在四棱锥p-abcd中,底面是矩形且ad=2,ab=pa=,pa⊥底面abcd,e是ad的中点,f在pc上。

1) 求f在何处时,ef⊥平面pbc;

2) 在(1)的条件下,ef是不是pc与ad的公垂线段。若是,求出公垂线段的长度;若不是,说明理由;

3) 在(1)的条件下,求直线bd与平面bef所成的角。

3.如图,四棱锥s—abcd的底面是边长为1的正方形,sd垂直于底面abcd,sb=.

1)求证bcsc;

(2)求面asd与面bsc所成二面角的大小;

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