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1、
回扣6 立體幾何
1.四棱柱、直四棱柱、正四棱柱、正方體、平行六面體、直平行六面體、長(zhǎng)方體之間的關(guān)系
2.三視圖
(1)三視圖的正(主)視圖、側(cè)(左)視圖、俯視圖分別是從幾何體的正前方、正左方、正上方觀察幾何體畫出的輪廓線.畫三視圖的基本要求:正俯一樣長(zhǎng),俯側(cè)一樣寬,正側(cè)一樣高.
(2)三視圖排列規(guī)則:俯視圖放在正(主)視圖的下面,長(zhǎng)度與正(主)視圖一樣;側(cè)(左)視圖放在正(主)視圖的右面,高度和正(主)視圖一樣,寬度與俯視圖一樣.
3.柱、錐、臺(tái)、球體的表面積和體積
側(cè)面展開圖
表面積
體積
直棱柱
長(zhǎng)方形
S=2S底+S側(cè)
V=S底·h
圓柱
長(zhǎng)
2、方形
S=2πr2+2πrl
V=πr2·l
棱錐
由若干三角形構(gòu)成
S=S底+S側(cè)
V=S底·h
圓錐
扇形
S=πr2+πrl
V=πr2·h
棱臺(tái)
由若干個(gè)梯形構(gòu)成
S=S上底+S下底+S側(cè)
V=(S++S′)·h
圓臺(tái)
扇環(huán)
S=πr′2+π(r+r′)l+πr2
V=π(r2+rr′+r′2)·h
球
S=4πr2
V=πr3
4.平行、垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化示意圖
(1)
(2)兩個(gè)結(jié)論
①?a∥b,②?b⊥α.
1.混淆“點(diǎn)A在直線a上”與“直線a在平面α內(nèi)”的數(shù)學(xué)符號(hào)關(guān)系,應(yīng)表示為A∈a,a?α.
2.在由三視圖還原
3、為空間幾何體的實(shí)際形狀時(shí),根據(jù)三視圖的規(guī)則,空間幾何體的可見輪廓線在三視圖中為實(shí)線,不可見輪廓線為虛線.在還原空間幾何體實(shí)際形狀時(shí)一般是以正(主)視圖和俯視圖為主.
3.易混淆幾何體的表面積與側(cè)面積的區(qū)別,幾何體的表面積是幾何體的側(cè)面積與所有底面面積之和,不能漏掉幾何體的底面積;求錐體體積時(shí),易漏掉體積公式中的系數(shù).
4.不清楚空間線面平行與垂直關(guān)系中的判定定理和性質(zhì)定理,忽視判定定理和性質(zhì)定理中的條件,導(dǎo)致判斷出錯(cuò).如由α⊥β,α∩β=l,m⊥l,易誤得出m⊥β的結(jié)論,就是因?yàn)楹鲆暶婷娲怪钡男再|(zhì)定理中m?α的限制條件.
5.注意圖形的翻折與展開前后變與不變的量以及位置關(guān)系.對(duì)照前后圖形
4、,弄清楚變與不變的元素后,再立足于不變的元素的位置關(guān)系與數(shù)量關(guān)系去探求變化后的元素在空間中的位置與數(shù)量關(guān)系.
6.幾種角的范圍
兩條異面直線所成的角:0°<α≤90°;
直線與平面所成的角:0°≤α≤90°.
1.已知某幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的表面積為( )
A.16
B.26
C.32
D.20+
答案 C
解析 由三視圖知,該幾何體的直觀圖如圖,其表面積為S=×3×4+×3×4+×5×4+×5×4=32,故選C.
2.直三棱柱ABC—A1B1C1的直觀圖及三視圖如圖所示,D為AC的中點(diǎn),則下列命題中是假命題的是( )
A.AB1∥
5、平面BDC1
B.A1C⊥平面BDC1
C.直三棱柱的體積V=4
D.直三棱柱的外接球的表面積為4π
答案 D
解析 由三視圖可知,直三棱柱ABC—A1B1C1的側(cè)面B1C1CB是邊長(zhǎng)為2的正方形,
底面ABC是等腰直角三角形,AB⊥BC,AB=BC=2.
連接B1C交BC1于點(diǎn)O,連接OD.
在△CAB1中,O,D分別是B1C,AC的中點(diǎn),
∴OD∥AB1,
又OD?平面BDC1,AB1?平面BDC1,
∴AB1∥平面BDC1.故A正確;
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,AA1⊥平面ABC,
∴AA1⊥BD.又AB=BC=2,D為AC的中點(diǎn),
∴BD⊥AC,
6、
又AA1∩AC=A,AA1,AC?平面AA1C1C,
∴BD⊥平面AA1C1C,
又A1C?平面AA1C1C,
∴BD⊥A1C.
又A1B1⊥B1C1,A1B1⊥B1B,B1C1∩B1B=B1,
B1C1,B1B?平面B1C1CB,
∴A1B1⊥平面B1C1CB,
又BC1?平面B1C1CB,
∴A1B1⊥BC1.
∵BC1⊥B1C,且A1B1∩B1C=B1,A1B1,B1C?平面A1B1C,
∴BC1⊥平面A1B1C,
又A1C?平面A1B1C,
∴BC1⊥A1C,
又BD∩BC1=B,BD,BC1?平面BDC1,
∴A1C⊥平面BDC1.故B正確;
V=S
7、△ABC×C1C=×2×2×2=4,故C正確;
此直三棱柱的外接球的半徑為,其表面積為12π,D錯(cuò).故選D.
3.已知直線l,m和平面α,則下列結(jié)論正確的是( )
A.若l∥m,m?α,則l∥α
B.若l⊥α,m?α,則l⊥m
C.若l⊥m,l⊥α,則m∥α
D.若l∥α,m?α,則l∥m
答案 B
解析 若l∥m,m?α,則l∥α或l?α,故A錯(cuò)誤;若l⊥α,m?α,則l⊥m,B正確;若l⊥m,l⊥α,則m?α或m∥α,故C錯(cuò)誤;若l∥α,m?α,則l∥m或l,m異面,故選B.
4.已知互相垂直的平面α,β交于直線l.若直線m,n滿足m∥α,n⊥β,則( )
A.m∥
8、l B.m∥n
C.n⊥l D.m⊥n
答案 C
解析 由題意知,α∩β=l,∴l(xiāng)?β,
∵n⊥β,∴n⊥l.
故選C.
5.已知m,n為異面直線,m⊥平面α,n⊥平面β,直線l滿足l⊥m,l⊥n,l?α,l?β,則( )
A.α∥β且l∥α
B.α⊥β且l⊥β
C.α與β相交,且交線垂直于l
D.α與β相交,且交線平行于l
答案 D
解析 假設(shè)α∥β,由m⊥平面α,n⊥平面β,得m∥n,這與已知m,n為異面直線矛盾,那么α與β相交,設(shè)交線為l1,則l1⊥m,l1⊥n,在直線m上任取一點(diǎn)作n1平行于n,那么l1和l都垂直于直線m與n1所確定的平面,
所以l1
9、∥l.
6.如圖,正方體AC1的棱長(zhǎng)為1,過點(diǎn)A作平面A1BD的垂線,垂足為點(diǎn)H,以下四個(gè)命題:①點(diǎn)H是△A1BD的垂心;②AH垂直于平面CB1D1;③直線AH和BB1所成的角為45°;④AH的延長(zhǎng)線經(jīng)過點(diǎn)C1,其中假命題的個(gè)數(shù)為( )
A.0 B.1 C.2 D.3
答案 B
解析 ∵AB=AA1=AD,BA1=BD=A1D,
∴三棱錐 A-BA1D為正三棱錐,
∴點(diǎn)H是△A1BD的垂心,故①正確;
∵平面A1BD與平面B1CD1平行,AH⊥平面A1BD,
∴AH⊥平面CB1D1,故②正確;
∵AA1∥BB1,
∴∠A1AH就是直線AH和BB1所成的角,
在
10、直角三角形AHA1中,
∵AA1=1,A1H=××=,
∴sin∠A1AH=≠,故③錯(cuò)誤;
根據(jù)正方體的對(duì)稱性得到AH的延長(zhǎng)線經(jīng)過點(diǎn)C1,
故④正確,故選B.
7.如圖,在四邊形ABCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=90°,將△ADB沿BD折起,使平面ABD⊥平面BCD,構(gòu)成三棱錐A-BCD.則在三棱錐A-BCD中,下列命題正確的是( )
A.平面ABD⊥平面ABC
B.平面ADC⊥平面BDC
C.平面ABC⊥平面BDC
D.平面ADC⊥平面ABC
答案 D
解析 因?yàn)樵谒倪呅蜛BCD中,AD∥BC,AD=AB,∠BCD=45°,∠BAD=
11、90°,
所以BD⊥CD.
又平面ABD⊥平面BCD,且平面ABD∩平面BCD=BD,CD?平面BCD,
所以CD⊥平面ABD,則CD⊥AB,
又AD⊥AB,AD∩CD=D,AD,CD?平面ADC,
所以AB⊥平面ADC,
又AB?平面ABC,
所以平面ABC⊥平面ADC,故選D.
8.長(zhǎng)方體的頂點(diǎn)都在同一球面上,其同一頂點(diǎn)處的三條棱長(zhǎng)分別為3,4,5,則該球面的表面積為( )
A.25π B.50π
C.75π D.π
答案 B
解析 設(shè)球的半徑為R,由題意可得(2R)2=32+42+52=50,
∴4R2=50,球的表面積為S=4πR2=50π.
9.
12、如圖,三棱錐A-BCD的棱長(zhǎng)全相等,點(diǎn)E為棱AD的中點(diǎn),則直線CE與BD所成角的余弦值為( )
A. B.
C. D.
答案 A
解析 取AB中點(diǎn)G,連接EG,CG.
∵E為AD的中點(diǎn),∴EG∥BD.
∴∠GEC為CE與BD所成的角.設(shè)AB=1,
則EG=BD=,
CE=CG=,
∴cos∠GEC=
==.
10.如圖,在正方形ABCD中,E,F(xiàn)分別是BC,CD的中點(diǎn),AC∩EF=G.現(xiàn)在沿AE,EF,F(xiàn)A把這個(gè)正方形折成一個(gè)四面體,使B,C,D三點(diǎn)重合,重合后的點(diǎn)記為P,則在四面體P-AEF中必有( )
A.AP⊥△PEF所在平面
B.AG⊥△
13、PEF所在平面
C.EP⊥△AEF所在平面
D.PG⊥△AEF所在平面
答案 A
解析 在折疊過程中,AB⊥BE,AD⊥DF保持不變.
∴ ?AP⊥平面PEF.
11.如圖,在空間四邊形ABCD中,點(diǎn)M∈AB,點(diǎn)N∈AD,若=,則直線MN與平面BDC的位置關(guān)系是________.
答案 平行
解析 由=,得MN∥BD.
而BD?平面BDC,MN?平面BDC,
所以MN∥平面BDC.
12.如圖,在長(zhǎng)方體ABCD—A′B′C′D′中,E,F(xiàn),G,H分別是棱AD,BB′,B′C′,DD′的中點(diǎn),從中任取兩點(diǎn)確定的直線中,與平面AB′D′平行的有________條.
14、
答案 6
解析 如圖,連接EG,EH,F(xiàn)G,EF,HG,
∵EH∥FG且EH=FG,
∴EFGH四點(diǎn)共面,由EG∥AB′,EH∥AD′,
EG∩EH=E,AB′∩AD′=A,
可得平面EFGH與平面AB′D′平行,
∴符合條件的共有6條.
13.如圖,在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,AB=1,AA1=2,點(diǎn)P是平面A1B1C1D1內(nèi)的一個(gè)動(dòng)點(diǎn),則三棱錐P-ABC的正(主)視圖與俯視圖的面積之比的最大值為________.
答案 2
解析 因?yàn)樵谡睦庵鵄BCD-A1B1C1D1中,AB=1,AA1=2,所以三棱錐P-ABC的正(主)視圖是底邊為1,高為
15、2的三角形,其面積為1;三棱錐P-ABC的俯視圖面積的最小值是△ABC的面積,其面積為.
所以三棱錐P-ABC的正(主)視圖與俯視圖的面積之比的最大值為2.
14.設(shè)m,n是不同的直線,α,β,γ是不同的平面,有以下四個(gè)命題:
①?β∥γ;②?m⊥β;
③?α⊥β;④?m∥α.
其中,正確的命題是________.(填序號(hào))
答案?、佗?
解析?、僦衅叫杏谕黄矫娴膬善矫嫫叫惺钦_的;②中m,β可能平行,相交或直線在平面內(nèi);③中由面面垂直的判定定理可知結(jié)論正確;④中m,α可能平行或線在面內(nèi).
15.如圖(1),在邊長(zhǎng)為4的菱形ABCD中,∠DAB=60°,點(diǎn)E,F(xiàn)分別是邊CD,C
16、B的中點(diǎn),AC∩EF=O,沿EF將△CEF翻折到△PEF,連接PA,PB,PD,得到如圖(2)所示的五棱錐P-ABFED,且PB=.
(1)求證:BD⊥PA;
(2)求四棱錐P-BFED的體積.
(1)證明 ∵點(diǎn)E,F(xiàn)分別是邊CD,CB的中點(diǎn),
∴BD∥EF.
∵菱形ABCD的對(duì)角線互相垂直,
∴BD⊥AC,
∴EF⊥AC,
∴EF⊥AO,EF⊥PO.
∵AO?平面POA,PO?平面POA,AO∩PO=O,
∴EF⊥平面POA,
∴BD⊥平面POA,
又PA?平面POA,
∴BD⊥PA.
(2)解 設(shè)AO∩BD=H.
連接BO,
∵∠DAB=60°,
17、∴△ABD為等邊三角形,
∴BD=4,BH=2,
HA=2,HO=PO=,
在Rt△BHO中,BO==,
在△PBO中,BO2+PO2=10=PB2,
∴PO⊥BO.
∵PO⊥EF,EF∩BO=O,EF?平面BFED,
BO?平面BFED,
∴OP⊥平面BFED,
梯形BFED的面積S=(EF+BD)·HO=3,
∴四棱錐P-BFED的體積
V=S·PO=×3×=3.
16.如圖,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是直角梯形,∠ABC=90°,AB∥CD,AB=AD=2,CD=1,側(cè)面PAD⊥底面ABCD,且△PAD是以AD為底的等腰三角形.
(1)證明:AD⊥
18、PB;
(2)若三棱錐C-PBD的體積等于,問:是否存在過點(diǎn)C的平面CMN,分別交PB,AB于點(diǎn)M,N,使得平面CMN∥平面PAD?若存在,求出△CMN的面積;若不存在,請(qǐng)說明理由.
(1)證明 取AD中點(diǎn)E,連接PE,BE,
∵△PAD為等腰三角形,PA=PD,∴PE⊥AD,
在直角梯形ABCD中,由AB=AD=2,CD=1,得BC=,∠DAB=60°,
則△ABD為正三角形,∴BE⊥AD,
又PE∩BE=E,PE,BE?平面PBE,
∴AD⊥平面PEB,
又PB?平面PEB,∴AD⊥PB.
(2)解 由(1)知,PE⊥AD,
又平面PAD⊥底面ABCD,
平面PAD∩平面ABCD=AD,
PE?平面PAD,
∴PE⊥平面ABCD,
則VC-PBD=VP-BDC=·PE×DC×BC=,
∴PE=.
取PB中點(diǎn)M,AB中點(diǎn)N,連接CM,MN,CN,
由MN∥PA,CN∥AD可知,平面CMN∥平面PAD,
取BE中點(diǎn)G,連接MG,MG∥PE,MG=PE,
∴MG⊥CN.
S△CMN=CN·MG=×2×=.
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