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05 立體幾何 考綱原文 （三） 立體幾何初步 1.空間幾何體 (1)認(rèn)識(shí)柱、錐、臺(tái)、球及其簡(jiǎn)單組合體的結(jié)構(gòu)特征,并能運(yùn)用這些特征描述現(xiàn)實(shí)生活中簡(jiǎn)單物體的結(jié)構(gòu). (2)能畫出簡(jiǎn)單空間圖形(長(zhǎng)方體、球、圓柱、圓錐、棱柱等的簡(jiǎn)易組合)的三視圖,能識(shí)別上述三視圖所表示的立體模型,會(huì)用斜二側(cè)法畫出它們的直觀圖. (3)會(huì)用平行投影與中心投影兩種方法畫出簡(jiǎn)單空間圖形的三視圖與直觀圖,了解空間圖形的不同表示形式. (4)會(huì)畫某些建筑物的視圖與直觀圖(在不影響圖形特征的基礎(chǔ)上,尺寸、線條等不作嚴(yán)格要求). (5)了解球、棱柱、棱錐、臺(tái)的表面積和體積的計(jì)算公式. 2.點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系 (1)理解空間直線、平面位置關(guān)系的定義,并了解如下可以作為推理依據(jù)的公理和定理. ? 公理1：如果一條直線上的兩點(diǎn)在一個(gè)平面內(nèi),那么這條直線上所有的點(diǎn)都在此平面內(nèi). 公理2：過(guò)不在同一條直線上的三點(diǎn),有且只有一個(gè)平面. 格紙上小正方形的邊長(zhǎng)為1，粗實(shí)線畫出的是某幾何體的三視圖，該幾何體由一平面將一圓柱截去一部分后所得，則該幾何體的體積為 A． B． C． D． 【答案】B 【名師點(diǎn)睛】在由三視圖還原為空間幾何體的實(shí)際形狀時(shí)，要從三個(gè)視圖綜合考慮，根據(jù)三視圖的規(guī)則，空間幾何體的可見(jiàn)輪廓線在三視圖中為實(shí)線，不可見(jiàn)輪廓線在三視圖中為虛線．在還原空間幾何體實(shí)際形狀時(shí)，一般是以正視圖和俯視圖為主，結(jié)合側(cè)視圖進(jìn)行綜合考慮．求解以三視圖為載體的空間幾何體的體積的關(guān)鍵是由三視圖確定直觀圖的形狀以及直觀圖中線面的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，利用相應(yīng)體積公式求解． 考向二 球的組合體 樣題4 （2017新課標(biāo)全國(guó)Ⅲ理科）已知圓柱的高為1，它的兩個(gè)底面的圓周在直徑為2的同一個(gè)球的球面上，則該圓柱的體積為 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】繪制圓柱的軸截面如圖所示： 由題意可得：， 結(jié)合勾股定理，底面半徑， 由圓柱的體積公式，可得圓柱的體積是，故選B. 【名師點(diǎn)睛】（1）求解空間幾何體體積的關(guān)鍵是確定幾何體的元素以及線面的位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系，利用相應(yīng)體積公式求解；（2）若所給幾何體的體積不能直接利用公式得出，則常用等積法、分割法、補(bǔ)形法等方法進(jìn)行求解. 樣題5 （2017江蘇）如圖，在圓柱內(nèi)有一個(gè)球，該球與圓柱的上、下底面及母線均相切．記圓柱的體積為，球的體積為，則的值是 . 【答案】 【解析】設(shè)球半徑為，則．故答案為． 【名師點(diǎn)睛】空間幾何體體積問(wèn)題的常見(jiàn)類型及解題策略：①若給定的幾何體是可直接用公式求解的柱體、錐體或臺(tái)體，則可直接利用公式進(jìn)行求解；②若所給定的幾何體的體積不能直接利用公式得出，則常用轉(zhuǎn)換法、分割法、補(bǔ)形法等方法進(jìn)行求解． 考向三 空間線面的位置關(guān)系 樣題6 已知α，β是平面，m、n是直線，給出下列命題： ①若m⊥α，m?β，則α⊥β； ②若m?α，n?α，m∥β，n∥β，則α∥β； ③如果m?α，n?α，m，n是異面直線，那么n與α相交； ④若α∩β=m，n∥m，且n?α，n?β，則n∥α且n∥β. 其中命題正確的是__________． 【答案】①④ 樣題7 （2018新課標(biāo)全國(guó)Ⅰ理科）如圖，四邊形為正方形，分別為的中點(diǎn)，以為折痕把折起，使點(diǎn)到達(dá)點(diǎn)的位置，且. （1）證明：平面平面； （2）求與平面所成角的正弦值. 【解析】（1）由已知可得，BF⊥PF，BF⊥EF，所以BF⊥平面PEF. 又平面ABFD，所以平面PEF⊥平面ABFD. （2）作PH⊥EF，垂足為H.由（1）得，PH⊥平面ABFD. 以H為坐標(biāo)原點(diǎn)，的方向?yàn)閥軸正方向，為單位長(zhǎng)，建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系H?xyz. 【名師點(diǎn)睛】高考對(duì)空間向量與立體幾何的考查主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①求異面直線所成的角，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為兩直線的方向向量的夾角；②求直線與平面所成的角，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為直線的方向向量和平面的法向量的夾角；③求二面角，關(guān)鍵是轉(zhuǎn)化為兩平面的法向量的夾角.建立空間直角坐標(biāo)系和表示出所需點(diǎn)的坐標(biāo)是解題的關(guān)鍵. 考向四 空間角和距離 樣題8 （2018新課標(biāo)全國(guó)Ⅱ理科）在長(zhǎng)方體中，，，則異面直線與所成角的余弦值為 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】用一個(gè)與原長(zhǎng)方體相同的長(zhǎng)方體拼到原長(zhǎng)方體的前面，如圖，則，連接，易求得，，則是異面直線與所成的角， 由余弦定理可得.故選C. 【名師點(diǎn)睛】平移法是求異面直線所成角的常用方法，其基本思路是通過(guò)平移直線，把異面問(wèn)題化歸為共面問(wèn)題來(lái)解決，具體步驟如下： ①平移：平移異面直線中的一條或兩條，作出異面直線所成的角； ②認(rèn)定：證明作出的角就是所求異面直線所成的角； ③計(jì)算：求該角的值，常利用解三角形； ④取舍：由異面直線所成的角的取值范圍是，當(dāng)所作的角為鈍角時(shí)，應(yīng)取它的補(bǔ)角作為兩條異面直線所成的角．求異面直線所成的角要特別注意異面直線之間所成角的范圍． 樣題9 a，b為空間中兩條互相垂直的直線，等腰直角三角形ABC的直角邊AC所在直線與a，b都垂直，斜邊AB以直線AC為旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，有下列結(jié)論： ①當(dāng)直線AB與a成60角時(shí)，AB與b成30角； ②當(dāng)直線AB與a成60角時(shí)，AB與b成60角； ③直線AB與a所成角的最小值為45； ④直線AB與a所成角的最大值為60. 其中正確的是________.（填寫所有正確結(jié)論的編號(hào)） 【答案】②③ 【解析】設(shè).由題意，是以AC為軸,BC為底面半徑的圓錐的母線，由，又AC⊥圓錐底面，所以在底面內(nèi)可以過(guò)點(diǎn)B，作，交底面圓于點(diǎn)D，如圖所示，連接DE，則DE⊥BD，，連接AD，等腰中，,當(dāng)直線AB與a成60角時(shí)，，故，又在中，，過(guò)點(diǎn)B作BF∥DE，交圓C于點(diǎn)F，連接AF，由圓的對(duì)稱性可知,為等邊三角形，，即AB與b成60角，②正確，①錯(cuò)誤. 由圖可知③正確；很明顯，可以滿足平面ABC⊥直線a，則直線與所成角的最大值為90，④錯(cuò)誤.故正確的是②③. 【名師點(diǎn)睛】（1）平移直線法是求異面直線所成角的常用方法，其基本思路是通過(guò)平移直線，把異面問(wèn)題化歸為共面問(wèn)題來(lái)解決，具體步驟如下： ①平移：平移異面直線中的一條或兩條，作出異面直線所成的角； ②認(rèn)定：證明作出的角就是所求異面直線所成的角； ③計(jì)算：求該角的值，常利用解三角形； ④取舍：由異面直線所成的角的取值范圍是，可知當(dāng)求出的角為鈍角時(shí)，應(yīng)取它的補(bǔ)角作為兩條異面直線所成的角. （2）求異面直線所成的角要特別注意異面直線之間所成角的范圍.