学习知识点-立体几何学习知识点常见结论情况总结.pdf
,.立体几何高考知识点和解题思想汇总立体几何高考知识点和解题思想汇总补充：三角形内心、外心、重心、垂心知识补充：三角形内心、外心、重心、垂心知识四心的概念介绍：四心的概念介绍：（1）重心中线的交点：重心将中线长度分成 2：1；（2）垂心高线的交点：高线与对应边垂直；（3）内心角平分线的交点（内切圆的圆心）：角平分线上的任意点到角两边的距离相等；（4）外心中垂线的交点（外接圆的圆心）：外心到三角形各顶点的距离相等。BAEOAFBGDCBAMIDHEKCBOAFEFCDC垂心垂心重心重心内心内心外心外心若P为ABC所在平面外一点,O是点P在ABC内的射影，则：若PA PB PC或PA、PB、PC与 所成角均相等,则O为ABC的外心；若P到ABC的三边的距离相等,则O为ABC的内心；若PA、PB、PC两两互相垂直,或PA BC,PB AC则O为ABC的垂心常见空间几何体定义：常见空间几何体定义：1 棱柱：有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体叫做棱柱，这两个面为底面，其他面为侧面。棱柱具有下列性质：棱柱具有下列性质：1）棱柱的各个侧面都是平行四边形，所有的侧棱都平行且相等；2）棱柱的两个底面与平行于底面的截面是对应边互相平行的全等多边形。3）直棱柱的侧棱长与高相等；直棱柱的侧面及经过不相邻的两条侧棱的截面都是矩形。棱柱的分类：棱柱的分类：斜棱柱：侧棱不垂直于底面的棱柱叫做斜棱柱。直棱柱：侧棱垂直于底面的棱柱叫做直棱柱。直棱柱的各个侧面都是矩形；正棱柱：底面是正多边形的直棱柱叫做正棱柱。正棱柱的各个侧面都是全等的矩形。平行六面体:底面是平行四边形的棱柱。直平行六面体：侧棱垂直于底面的平行六面体叫直平行六面体。长方体：底面是矩形的直棱柱叫做长方体,.2 棱锥：有一个面是多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫做棱锥(1)如果一个棱锥的底面是正多边形，且顶点与底面中心的连线垂直于底面，这样的棱锥称为正棱锥正棱锥具有性质：正棱锥的顶点和底面中心的连线即为高线；正棱锥的侧面是全等的等腰三角形，这些等腰三角形底边上的高都相等，叫做这个正棱锥的斜高(2)底边长和侧棱长都相等的三棱锥叫做正四面体(3)依次连结不共面的四点构成的四边形叫做空间四边形常见几何题表面积、体积公式常见几何题表面积、体积公式1旋转体的表面积(1)圆柱的表面积 S 2r22rl(其中 r 为底面半径，l 为母线长)(2)圆锥的表面积 S r2rl（其中 r 为底面半径，l 为母线长)(4)球的表面积公式 S 4R2(其中 R 为球半径)2几何体的体积公式(1)柱体的体积公式 VSh(其中 S 为底面面积，h 为高)(2)锥体的体积公式 V Sh(其中 S 为底面面积，h 为高)3(3)球的体积公式 V R(其中 R 为球半径)3431三棱锥外接球问题：三棱锥外接球问题：一、正四面体：一、正四面体：如图 1，正四面体 ABCD 的边长为 a，高为 h，其外接球与内切球球心重合，且有关系：r R h 666a，有外接圆球半径为：a，内切圆的球半径为：a，比例为 3:1。3412D DEA AC C答案：CB B,.二、出现“墙角”结构利用补形知识，联系长方体。二、出现“墙角”结构利用补形知识，联系长方体。【原理】：长方体中从一个顶点出发的三条棱长分别为a,b,c，则体对角线长为l a2b2c2，几何体a2b2c2的外接球直径2R为体对角线长l即R 2【例题】：在四面体ABCD中，共顶点的三条棱两两垂直，其长度分别为1，6,3，若该四面体的四个顶点在一个球面上，求这个球的表面积。解：因为：长方体外接球的直径为长方体的体对角线长，所以：四面体外接球的直径为AE的长即：4R2 AB2 AC2 AD2，4R212326 16所以R 2，球的表面积为S 4R216二、出现两个垂直关系，利用直角三角形结论。出现两个垂直关系，利用直角三角形结论。【原理】：直角三角形斜边中线等于斜边一半。球心为直角三角形斜边中点。【例题】：已知三棱锥的四个顶点都在球O的球面上，AB BC且PA 7，PB 5，PC 51，AC 10,求球O的体积。解：AB BC且PA 7，PB 5，PC 51，AC 10,因为7251 102所以知AC2 PA2 PC2所以PA PC所以可得图形为：在RtABC中斜边为AC在RtPAC中斜边为AC取斜边的中点O，在RtABC中OAOB OC在RtPAC中OP OB OC所以在几何体中OP OB OC OA，即O为该四面体的外接球的球心R 1AC 5222P PB BA AO OC C4500所以该外接球的体积为V R333,.【总结】斜边一般为四面体中除了直角顶点以外的两个点连线。立体几何总结：立体几何总结：1、多边形内角和：(n-2)*1802、30直角三角形，边比例 1:2：根 33、3030120三角形边比例 1:1：根 34、45直角三角形边比例 1:1：根 25、多面体的体积为 V，表面积为 S，则有内切球的半径为r 3VS第一节第一节平面、空间直线平面、空间直线（3）、求异面直线所成角的方法：遵循“先作角，再求角”的原则，用平移转化法放到三角形中去求，用好正、余弦定理常用的平移方法有：直接平移法；中位线平移法（涉及中点时常用）；补形a法A第二节第二节 空间直线与平面空间直线与平面aa,.核心知识点核心知识点2 2、线面平行的判定和性质、线面平行的判定和性质（2）线面平行的判定（用来证明直线与平面平行的方法）：（判定定理）如果平面外一直线a与平面内一直线b平行，则直线a与平面平行，下面的这些定理或推论也是证明线面平行的常用方法：如果平面外的两条平行直线a,b中有一条和平面平行，则另一条也和平面平行如果两个平面平行，则其中一个平面内的任何一条直线都平行于另外一个平面如果直线a垂直于平面，平面外的直线b与直线a垂直，则直线b平行于平面若平面和外的一直线a都垂直于同一个平面，则直线a平行于平面（3）线面平行的性质定理：(如图 9-2-2)如果直线l与平面平行，过直线l的平面与面相交，则交线与直线l平行3 3、线面垂直的判定和性质：、线面垂直的判定和性质：lm（1）定义：如果一条直线与平面内的任何一条直线都垂直，则这条直线和这个平面垂直。图 9-2-2（2）线面垂直的判定（证明直线与平面垂直的方法）（判定定理 1）如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，则这条直线与这个平面垂直。（判定定理 2）如果两条平行直线中的一条垂直于一个平面，那么另一条也垂直于这个平面。（面面平行的性质定理）如果一条直线垂直于两个平行平面中的一个，则这条直线垂直于另一个平面。（面面垂直的性质定理）如果两个平面垂直，则在其中一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。如果两个相交平面都垂直于第三个平面，则交线也垂直于第三个平面（3）线面垂直的性质定理：如果两条直线同垂直于一个平面，则这两条直线平行4 4、线面角、线面角（1）如果平面外的直线l与平面不平行也不垂直，则称直线l为平面的斜线，设l O，在l上任取一点P（P不与斜足O重合），过P作面的垂线，垂足为P，则垂足P与斜足O的连线OP叫做斜线l在平面上的射影，l与其射影OP的夹角叫做l与面所成的角。规定：当l/或l 时，0，l 时 90，于是线面角的范围是0,905 5、三垂线定理：一条、三垂线定理：一条直线，如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直直线，如果和穿过这个平面的一条斜线在这个平面内的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直6 6、三垂线逆定理：一、三垂线逆定理：一直线，如果和穿过这个平面的一条斜线垂直，那么它也和这条斜线在这个平面内的射影垂直直线，如果和穿过这个平面的一条斜线垂直，那么它也和这条斜线在这个平面内的射影垂直,.7 7、方法总结：方法总结：下面的几个结论是找垂足的有力工具：（1）若P为ABC所在平面外一点,O是点P在ABC内的射影，则：若PA PB PC或PA、PB、PC与 所成角均相等,则O为ABC的外心；若P到ABC的三边的距离相等,则O为ABC的内心；若PA、PB、PC两两互相垂直,或PA BC,PB AC则O为ABC的垂心（2）面面垂直的性质定理：如果两个平面垂直，则在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面。第三节第三节 空间平面与平面空间平面与平面核心知识点：核心知识点：1、面面平行的判定和性质（1）面面平行的判定：（判定定理）如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，那么这两个平面平行；（线面平行面面平行）垂直于同一直线的两平面平行；（线面垂直面面平行）（面面平行的传递性）如果两个平面同时平行于第三个平面，那么这两个平面平行；（2）面面平行的性质若两个平面平行，则其中一个平面内的任意一条直线都平行于另一个平面；（面面平行线面平行）若两个平行平面同时与第三个平面相交，则两交线平行；（面面平行线线平行）,.若一条直线垂直于两平行平面中的一个，则该直线也和另一个平面垂直；夹在两平行平面间的平行线段相等；经过平面外一点有且仅有一个平面与已知平面平行2、两个平行平面间的距离：如果直线l与两平行平面都垂直，垂足分别为A,B，则称线段AB的长为两平行平面间的距离3、二面角的定义及表示方法：（1）定义：平面内的一条直线把这个平面分成两部分，其中的每一部分都叫做半平面，从一条直线发出的两个半平面所组成的图形叫做二面角，这条直线叫做二面角的棱，这两个半平面叫做二面角的面；（2）表示方法：棱为AB（或l），面为,的二面角记为 AB（或l）4、二面角的平面角在二面角的棱上任取一点，过该点分别在两个半平面内作垂直于棱的两条射线，两射线所成的角叫做二面角的平面角（范围：0,180）5、面垂直的判定和性质（1）面面垂直的判定：（定义法）两个平面相交，如果它们所成的二面角是直二面角，则称这两个平面垂直（即求证二面角的平面角是直角）（判定定理）如果平面 经过了平面的一条垂线，则；（线面垂直面面垂直）（2）面面垂直的性质：如果两个平面垂直，则在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面；（面面垂直线面垂直）若两平面垂直，则经过第一个平面内一点且垂直于第二个平面的直线在第一个平面内方法总结方法总结（1）熟记面面平行和垂直的判定和性质的相关定理，能快速明确题目解体思路，比如，要证面面平行，则只需去其中一个平面内找到两相交的直线与另一平面都平行即可；又如，证面面垂直，则只需在其中一个平面内去找到一条直线与另一平面垂直即可，解题过程中应注意转化的思想；（2）有关面面平行和垂直的相关的定理之间的转化关系，要结合上节的知识；（3）与面面距离相关的问题：二面角的平面角的作法及求法将在第四、五节中系统地讲解,.第四节第四节空间角空间角核心知识点：核心知识点：高考中立体几何题的计算常涉及“求角”、“求距离”、“求面积或体积”三类问题，其中“求角”问题几乎年年涉及，求角问题包括异面直线所成的角，线面角及二面角的平面角三种空间角的概念及范围三种空间角的概念及范围（1）异面直线所成的角：过空间任一点分别引两异面直线的平行线，则此两相交直线所成的锐角（或直角）叫做两异面直线所成的角异面直线所成角的范围（2）直线与平面所成的角：当l/或l 时，l与所成的角为0；当l 时，l与所成的角为90；当l与斜交时，l与所成的角是指l与l在面上的射影l所成的锐角线面角的范围：（3）二面角的平面角须具有以下三个特点：顶点在棱上；角的两边分别在两个半平面内；角的两边与棱都垂直二面角的范围：方法总结：方法总结：1、求异面直线所成角的方法：主要通过平移转化法来作出异面直线所成的角，然后利用三角形的边角关系（正、余弦定理）求角的大小，要注意角的范围2、求线面角的一般过程是：（1）在斜线上找到一个合适的点P，过P作面的垂线（注意垂足P的确定），垂足P和斜足A的连线即为斜线PA在平面上的射影，则PAP即为所求；（2）将PAP放到PAP或其它包含此角的三角形中去求说明：在解题过程中，我们会发现求角问题难在作角，其中又难在过平面外一点，作平面的垂线后，垂足位置的确定复习过程中应注意对常用的找垂足的方法进行归纳总结上面的（2）及下面的几个结论是找垂足的有力工具：（1）若P为ABC所在平面 外一点,O是点P在 内的射影，则：若PA PB PC或PA、PB、PC与 所成角均相等,则O为ABC的外心；若P到ABC的三边的距离相等,则O为ABCABC的内心；若PA、PB、PC两两互相垂直,或PA BC,PB AC则O为ABC的垂心（2）面面垂直的性质定理：如果两个平面垂直，则在一个平面内垂直于交线的直线垂直于另一个平面；第五节第五节 空间距离空间距离核心知识点核心知识点点线距、点面距、线面距、面面距、两异面直线之间的距离是高考中常见求距离的问题常见的空间距离的求法：,.（1）求点到直线的距离利用三垂线定理找到垂线段，垂线段就是所求；（2）点到平面的距离的求解方法一般有两种：直接求解法：从该点向平面引垂线，确定垂足位置，这里要用到两个平面垂直的性质定理，求出点和垂足之间的距离即可“体积代换法”：把点到平面的距离转化为以该点为顶点，平面内的一个三角形为底面的三棱锥的高，再通过变换（从方便求高的角度）三棱锥顶点用等体积法，求点到平面的距离这种方法比较常用，应掌握（3）直线到它的平行平面的距离通常转化为直线上一个特殊点到平面的距离，要找到直线和它的平行平面的公垂面，直线和公垂面的垂足就是这个特殊点，从这点向公垂面和已知平面的交线引垂线段，该垂线段就是直线到它的平行平面的距离，还可以用等体积法求特殊点到平面的距离（4）两个平行平面的距离求解时，在一个面内任取一点，作它到另一平面的垂线段，垂线段的长就是所求实质上也是点到平面的距离因此，点面距离的求解方法,对求解面到面的距离仍然适用(5)两条异面直线间的距离要注意定义中“都垂直且相交”的理解两条异面直线的距离是分别连结两条异面直线上两点的线段中最段的一条.求解方法主要是定义法:找出两异面直线的公垂线段,求出其长度(6)两点之间的球面距离求法分三步：计算两点之间的线段长；计算两点对球心的张角即球心角（须用弧度表示）；用弧长公式l R球计算大圆上两点之间的劣弧长即两点之间的劣球面距离方法总结：方法总结：求空间距离的一般规律(1)距离的求法有两种：直接法第一步，作图即先作出表示所求距离的线段；第二步：证明即证明第一步中所作线段就是所要求的距离；第三步：计算解三角形求出这条线段转移法转化为其他易求的距离进而求解(2)高考对于立体几何中“作图证明计算”的互相渗透,互相结合有明确的要求，所以用直接法求空间距离的三个步骤缺一不可，而且要表述准确、清晰、简明，稍有不当，就有可能丢分
