高考数学立体几何部分复习.ppt
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1、高三数学总复习第高三数学总复习第2轮轮立体几何专题复习立体几何专题复习立体几何复习提要立体几何复习提要1、线面关系中的平行与垂直、线面关系中的平行与垂直2、空间中的角与距离、空间中的角与距离3、高考题型分类解析、高考题型分类解析平行与垂直平行与垂直平平行行线线平行线线平行线面平行线面平行面面平行面面平行线线平行判定线线平行判定线面平行判定线面平行判定线面平行性质线面平行性质面面平行判定面面平行判定面面平行性质面面平行性质(1)定义:如果两条直线在同一平面内,且没有公共)定义:如果两条直线在同一平面内,且没有公共 点,则这两条直线平行。点,则这两条直线平行。(2)初中所学的判定方法(两条直线在同
2、一平面内)初中所学的判定方法(两条直线在同一平面内)(3)平行公理)平行公理4(4)线面平行的性质定理)线面平行的性质定理:线线平行判定线线平行判定如果一条直线与一个平面平行,经过这条直线的如果一条直线与一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交,则这条平面和这个平面相交,则这条直线与交线平行直线与交线平行。(5)面面平行的性质)面面平行的性质如果两个平面和第三个平面相交,则如果两个平面和第三个平面相交,则交线平行交线平行。(6)线面垂直性质)线面垂直性质如果两条直线同时垂直于同一个平面,那么这两条如果两条直线同时垂直于同一个平面,那么这两条直线平行。直线平行。(7)利用距离)利用距离 如
3、果一条直线上的所有点到另一条直线的距如果一条直线上的所有点到另一条直线的距离相等,那么这两条直线平行。离相等,那么这两条直线平行。(8)利用所成角)利用所成角如果两条直线与一个平面所成角相等且方向相如果两条直线与一个平面所成角相等且方向相同,那么这两条直线平行。同,那么这两条直线平行。(1)定义:)定义:直线和平面没有公共点。直线和平面没有公共点。(2)判定定理:平面外一条直线和平面)判定定理:平面外一条直线和平面内一条直线平行,则这条直线和这个平面内一条直线平行,则这条直线和这个平面平行。平行。(3)面面平行的性质:两个平面平行,)面面平行的性质:两个平面平行,则其中一个平面内的直线必平行于
4、另一则其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。个平面。线面平行判定线面平行判定(4)利用垂直)利用垂直如果一条直线和一个平面分别与另一个平面垂如果一条直线和一个平面分别与另一个平面垂直,且直线不在这个平面内,则这条直线和这直,且直线不在这个平面内,则这条直线和这个平面平行。个平面平行。(5)利用平行)利用平行如果一条直线与两个平行平面中的一个如果一条直线与两个平行平面中的一个平行且不在另一个平面内,则这条直线平行且不在另一个平面内,则这条直线与另一个平面平行。与另一个平面平行。(6)利用距离)利用距离一条直线垂直于一个平面,同时垂直于另一条直线垂直于一个平面,同时垂直于另一条直线,则另一条直线
5、平行于这个平面。一条直线,则另一条直线平行于这个平面。 线面平行的性质线面平行的性质(1)性质定理:如果一条直线与一个平)性质定理:如果一条直线与一个平面平行,过这条直线的平面与已知平面相面平行,过这条直线的平面与已知平面相交,那么这条直线与交线平行。交,那么这条直线与交线平行。(2)如果一条直线与一个平面平行,那么)如果一条直线与一个平面平行,那么这条直线与这条直线与 这个平面没有公共点。这个平面没有公共点。(3)如果一条直线与两个相交的平面都)如果一条直线与两个相交的平面都平行,那么这条直线与交线平行。平行,那么这条直线与交线平行。(4)如果一条直线与一个平面平行,另)如果一条直线与一个平
6、面平行,另合乎合乎一条直线与这个平面垂直,那么这两一条直线与这个平面垂直,那么这两天天天天条直线垂直。条直线垂直。(5)如果一条直线与一个平面平行,)如果一条直线与一个平面平行,事事实不实不则这条直线与平面所成的角为零度。则这条直线与平面所成的角为零度。(6)如果一条直线与一个平面平行,则这)如果一条直线与一个平面平行,则这 就日就日条直线上的所有的点到这个平面的距条直线上的所有的点到这个平面的距各各个个离相等。离相等。面面平行判定面面平行判定(1)定义:)定义:如果两个平面没有公共点,则这两个平面平如果两个平面没有公共点,则这两个平面平行。行。(2)判定定理:)判定定理:如果一个平面内的两条
7、相交直线与另一个平面平如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行。行,那么这两个平面平行。(3)推论:)推论:如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面的如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面的两条相交直线分别平行,那么这两个平面平行。两条相交直线分别平行,那么这两个平面平行。(4)利用线面垂直:)利用线面垂直:如果两个平面分别垂直于同一条直线,那么这两如果两个平面分别垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。个平面平行。(5)利用面面平行:)利用面面平行:如果两个平面都平行于第三个平面,那么这两个如果两个平面都平行于第三个平面,那么这两个平面平行。平面平行。(6)利用距离:
8、)利用距离:如果一个平面上的所有点到另一个平面的距离相如果一个平面上的所有点到另一个平面的距离相等,那么这两个平面平行。等,那么这两个平面平行。面面平行的性质面面平行的性质(1)如果两个平面平行,那么这两个平面没有公共点。)如果两个平面平行,那么这两个平面没有公共点。(2)如果两个平面平行且都与第三个平面相交,则)如果两个平面平行且都与第三个平面相交,则 交线平行。交线平行。(3)如果两个平面平行,则其中一个平面内的所有)如果两个平面平行,则其中一个平面内的所有 直线与另一个平面平行。直线与另一个平面平行。(4)如果两个平面平行,且其中一个平面与一条直线)如果两个平面平行,且其中一个平面与一条
9、直线 垂直,则另一个平面与这条直线也垂直。垂直,则另一个平面与这条直线也垂直。(5)如果两个平面平行,那么这两个平面所成)如果两个平面平行,那么这两个平面所成的角为零度。的角为零度。(6)如果两个平面平行,则其中一个平面内的所有)如果两个平面平行,则其中一个平面内的所有 点到另一个平面的距离相等。点到另一个平面的距离相等。(7)夹在两个平行平面间的平行线段相等夹在两个平行平面间的平行线段相等。平行与垂直平行与垂直垂垂直直线线垂直线线垂直线面垂直线面垂直面面垂直面面垂直线线垂直判定线线垂直判定线面垂直判定线面垂直判定线面垂直性质线面垂直性质面面垂直判定面面垂直判定面面垂直性质面面垂直性质线线垂直
10、判定线线垂直判定(1)利用线线平行:一条直线垂直于两条)利用线线平行:一条直线垂直于两条平行线中的一条,则垂直于另一条平行线中的一条,则垂直于另一条(2)利用勾股定理逆定理)利用勾股定理逆定理(3)利用等腰三角形性质)利用等腰三角形性质(4)利用平面图形性质)利用平面图形性质(5)线面垂直的性质:线面垂直的性质:ab ab(6)利用线面垂直、利用线面垂直、 线面平行:线面平行:abab(7)利用三垂线定理:利用三垂线定理:aCBA在平面内的一条直线,在平面内的一条直线,如果和这个平面的一条如果和这个平面的一条斜线的射影垂直,则它斜线的射影垂直,则它也和这条斜线垂直。也和这条斜线垂直。(反之也成
11、立)(反之也成立)线面垂直判定线面垂直判定(1)判定定理)判定定理1如果两条如果两条平行线平行线中的中的一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于一条垂直于一个平面,则另一条也垂直于这个平面。这个平面。(2)判定定理)判定定理2如果一条直线和一个如果一条直线和一个平面内的平面内的两条相交直线两条相交直线都垂直,则直线与都垂直,则直线与平面垂直。平面垂直。(3)面面垂直的性质:如果两个平面垂直,)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它们的交线的直线则在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面垂直于另一个平面(4)面面垂直推论)面面垂直推论:如果两个相交平面都与另如果两个相交平
12、面都与另一个平面垂直,则这两个平面的交线一个平面垂直,则这两个平面的交线 l 垂直于垂直于另一个平面另一个平面(5)面面平行性质:一直线垂直于两个平行)面面平行性质:一直线垂直于两个平行平面中的一个,则它也垂直于另一个平面平面中的一个,则它也垂直于另一个平面线面垂直性质线面垂直性质(1)定义)定义如果一条直线和一个平面垂直如果一条直线和一个平面垂直则这条直线垂直于平面内的则这条直线垂直于平面内的任意一条任意一条直线直线(2)性质定理)性质定理如果两条直线同垂直于一如果两条直线同垂直于一个平面,则这两条直线个平面,则这两条直线平行平行。(3)一直线垂直于两个平行平面中的一个,)一直线垂直于两个平
13、行平面中的一个,则它也垂直于另一个平面则它也垂直于另一个平面(6)如果一个平面经过另一个平面的一条垂)如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面互相垂直线,则这两个平面互相垂直(7)如果一个平面与另一个平面的垂线平行,)如果一个平面与另一个平面的垂线平行,则这两个平面互相垂直则这两个平面互相垂直如果一个平面经过另一个平面的一如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,则这两个平面互相垂直条垂线,则这两个平面互相垂直推论推论:如果一个平面与另一个平面的垂如果一个平面与另一个平面的垂线平行,则这两个平面互相垂直线平行,则这两个平面互相垂直面面垂直判定面面垂直判定如果两个平面垂直,则在一个平面内垂
14、直如果两个平面垂直,则在一个平面内垂直于它们的交线的直线垂直于另一个平面于它们的交线的直线垂直于另一个平面推论推论:如果两个相交平面都与另一个平面如果两个相交平面都与另一个平面垂直,则这两个平面的交线垂直,则这两个平面的交线 l 垂直于另一垂直于另一个平面个平面面面垂直性质面面垂直性质垂直和平行涉及题目的解决方法须熟练掌握两类相互垂直和平行涉及题目的解决方法须熟练掌握两类相互转化关系:转化关系:1.平行转化平行转化2.垂直转化垂直转化每一垂直或平行的判定就是从某一垂直或平行开始转每一垂直或平行的判定就是从某一垂直或平行开始转向另一垂直或平行最终达到目的向另一垂直或平行最终达到目的.例如:有两个
15、平面垂直时,一般要用性质定理,在一例如:有两个平面垂直时,一般要用性质定理,在一个平面内作交线的垂线,使之转化为线面垂直,然后进个平面内作交线的垂线,使之转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直一步转化为线线垂直. 1、已知、已知a、b、c是三条不重合的直线,是三条不重合的直线,、是三个不重合的平面,试判断下面六个命题的是三个不重合的平面,试判断下面六个命题的正误:正误:(1) ac , bc a b(2)a , b a b(3)c , c (4) , (5)a c , c a (6)a , a (1) (4)2、如果直线、如果直线l、m与平面与平面、满足:满足:=l, ml,m ,则必有(则
16、必有( ) A、l B、 C、 m 且且m D、 m 或或m D例例3.已知已知PA平面平面ABCD,四边形四边形ABCD是矩形,是矩形,M、N分别是分别是AB、PC的中点的中点. (1) 求证:求证:MN平面平面PAD; (2)求证:求证:MNCD; PABCDNM(3)若平面若平面PCD与平面与平面ABCD所成二面角为所成二面角为,问能问能否确定否确定的值,使得的值,使得MN是异面直线是异面直线AB与与PC的公的公垂线垂线. 例例4、在正四棱柱、在正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,中,2AA1= AB,点点E、M分别为分别为A1B、C1C的中点,过的中点,过A1,B,M三点的平面交三点
17、的平面交C1D1于点于点N。(1)求证:求证:EM平面平面A1ND1;(2)求二面角求二面角B-A1N-B1的正切值的正切值 ABC1A1D1CB1EMN例例5、正三棱柱正三棱柱ABCA1B1C1的各棱长都相等,的各棱长都相等,D、E分别是分别是CC1和和AB1的中点,点的中点,点F在在BC上且上且满足满足BF FC=1 3.(1)若若M为为AB中点,求证:中点,求证:BB1平面平面EFM;(2)求证:求证:EFBC;(3)求二面角求二面角A1B1DC1的大小的大小 N(1)若若D是是BC的中点,求证:的中点,求证:ADCC1;(2)过侧面过侧面BB1C1C的对角线的对角线BC1的平面交的平面
18、交侧棱于侧棱于M,若若AM=MA1,求证:截面求证:截面MBC1侧面侧面BB1C1C;(3)AM=MA1是截面是截面MBC1平面平面BB1C1C的充要条件吗?的充要条件吗?请你叙述判断理由请你叙述判断理由.例例6、在斜三棱柱在斜三棱柱A1B1C1ABC中,底面是等腰三中,底面是等腰三角形,角形,AB=AC,侧面侧面BB1C1C底面底面ABC.(1)若若D是是BC的中点,求证:的中点,求证:ADCC1;(2)过侧面过侧面BB1C1C的对角线的对角线BC1的平面交的平面交侧棱于侧棱于M,若若AM=MA1,求证:截面求证:截面MBC1侧面侧面BB1C1C;(3)AM=MA1是截面是截面MBC1平面平
19、面BB1C1C的充要条件吗?的充要条件吗?请你叙述判断理由请你叙述判断理由.例例6、在斜三棱柱在斜三棱柱A1B1C1ABC中,底面是等腰三中,底面是等腰三角形,角形,AB=AC,侧面侧面BB1C1C底面底面ABC.例例7 7如图,在底面是菱形的四棱锥如图,在底面是菱形的四棱锥P PABCDABCD中,中,ABC=60ABC=60o o,PA=AC=,PA=AC=a a,PB=PD= ,PB=PD= a a, ,点点E E在在PDPD上,且上,且PEPE:ED=2ED=2:1 1。(1 1)证明证明PAPA平面平面ABCDABCD;(2 2)求二面角求二面角E-AC-DE-AC-D的大小;的大小
20、;(3 3)在棱)在棱PCPC上是否存在一点上是否存在一点P P,使使BFBF平面平面AECAEC。 2 PABCDE空间中的角与距离空间中的角与距离 立体几何专题复习立体几何专题复习 之二之二空间中的角空间中的角abbmbaABP0090000 90000 1800三种角的定义三种角的定义两异面直两异面直线所成角线所成角直线与平直线与平面所成角面所成角二面角二面角空间角的计算步骤:一作、二证、三算空间角的计算步骤:一作、二证、三算 空间中的角解法小结空间中的角解法小结1、异面直线所成角的方法、异面直线所成角的方法 (1)平移法()平移法(2)补形法)补形法2、直线与平面所成角的方法、直线与平
21、面所成角的方法关键:抓垂足、斜足,找斜线在平面内的射影。关键:抓垂足、斜足,找斜线在平面内的射影。当二面角的棱已知时:当二面角的棱已知时:(1)定义法)定义法 (2)垂面法垂面法(3)三垂线定理法)三垂线定理法寻找平行平面,将问题转化寻找平行平面,将问题转化3、二面角、二面角找二面角的找二面角的棱棱,进而找棱的两条进而找棱的两条垂线垂线 当二面角的棱未知时:当二面角的棱未知时:利用射影面积公式利用射影面积公式S=Scos例在棱长为例在棱长为a的正方体的正方体ABCDABCD中,中,E、F分别是分别是BC、AD的中点的中点.( 1 ) 求 证 : 四 边 形求 证 : 四 边 形BEDF是菱形;
22、是菱形;(2)求直线求直线AC与与DE所所成的角;成的角;(3)求直线求直线AD与平面与平面BEDF所成的角;所成的角;(4)求面求面BEDF与面与面ABCD所成的角所成的角. (1)证 明 : 如 上 图 所 示 , 由 勾 股 定 理 , 得证 明 : 如 上 图 所 示 , 由 勾 股 定 理 , 得BE=ED=DF=FB= a,下证下证B、E、D、F四点共四点共面,取面,取AD中点中点G,连结连结AG、EG,由由EG AB AB知,知,BEGA是平行四边形是平行四边形.BEAG,又又AF DG,AGDF为平行四边形为平行四边形AGFD,B、E、D、F四点共面四点共面 故四边形故四边形B
23、EDF是菱形是菱形. 25(1)求证:四边形求证:四边形BEDF是菱形是菱形(2)求直线求直线AC与与DE所成的角所成的角(2)解:如图所示,在平面解:如图所示,在平面ABCD内,过内,过C作作CPDE,交直线交直线AD于于P,则则ACP(或补角或补角)为异面直线为异面直线AC与与DE所成角所成角.在在ACP中,易得中,易得AC= a,CP=DE= a,AP= a由余弦定理得由余弦定理得cosACP=故故AC与与DE所成角为所成角为arccos 32521315151515(3)求直线求直线AD与平面与平面BEDF所成的角所成的角 (3)解:解:ADE=ADF,AD在平面在平面BEDF内的内的
24、射影在射影在EDF的平分线上的平分线上.如图所示如图所示.又又BEDF为菱形,为菱形,DB为为EDF的平分线,的平分线,故直线故直线AD与平面与平面BEDF所成的角为所成的角为ADB在在RtBAD中,中,AD= a,AB= a,BD= a则则cosADB=故故AD与平面与平面BEDF所成的角是所成的角是arccos . 2333322(4)求面求面BEDF与面与面ABCD 所成的角所成的角再作再作HMDE,垂足为垂足为M,连结连结OM,则则OMDE,故故OMH为二面角为二面角BDEA的平面角的平面角.在在RtDOE中,中,OE= a, OD= a,斜边斜边DE= a,则由面积关系得则由面积关系
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