2022年高中数学立体几何讲义.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_ 、平面的基本性质及其推论平面与空间直线可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_1、空间图形是由点、线、面组成的.点、线、面的基本位置关系如下表所示: 图形符号语言文字语言(读法)Aa点 A 在直线 a 上.Aa点 A 不在直线a 上.A点 A 在平面内.A点 A 不在平面内.abA直线 a 、 b 交于A 点.AaAaAAAbaaa .直线 a 在平面内.aa直线 a 与平面无公共点.aAaA直线 a 与平面交于点 A .l平面、相交于直线l .a
2、(平面外的直线 a )表示 a或 aA .2、平面的基本性质公理1: 假如一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线上的全部点都在这个平面可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_内A推理模式:BAB .如图示:A B可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应用: 是判定直线是否在平面内的依据,也是检验平面的方法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - -
3、 - - - - -公理 2:假如两个平面有一个公共点, 那么它们仍有其他公共点, 且全部这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线.A可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推理模式:Al 且 Al 且 l 唯独 如图示:可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应用: 确定两相交平面的交线位置.判定点在直线上.例 1如图,在四边形 ABCD中,已知 ABCD,直线 AB,BC,AD,DC分别与平面 相交于点 E,G,H,F求证: E,F,G,H 四点必定共线A解: ABCD,BC AB,CD确定一个平面 D又 AB E,AB, E ,E,H可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_
4、精品资料_即 E 为平面 与的一个公共点同理可证 F,G, H 均为平面 与的公共点EFG可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_两个平面有公共点,它们有且只有一条通过公共点的公共直线, E, F, G, H四点必定共线说明:在立体几何的问题中,证明如干点共线时,常运用公理2,即先证明这些点都是某二平面的公共点,而后得出这些点都在二平面的交线上的结论例 2如图,已知平面 , ,且l 设梯形 ABCD中,ADBC,且 AB ,CD,求证: AB, CD,l 共点(相交于一点) 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_证明梯形 ABCD中, AD BC, AB,CD是梯形 ABCD
5、的两条腰AB, CD必定相交于一点,设 ABCDMABlDC可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_又 AB,CD, M ,且 M M M例 2又 l , Ml ,即 AB, CD,l共点说明:证明多条直线共点时,一般要应用公理2,这与证明多点共线是一样的公理 3:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推理模式:A, B, C不共线存在唯独的平面,使得A, B,C.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_应用: 确定平面.证明两个平面重合.例 3已知: a,b,c,d 是不共点且两两相交的四条直线,求证:a,b,c,d共面
6、证明 1 o 如当四条直线中有三条相交于一点,不妨设a, b, c 相交于一点 A,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_但 Ad,如图 1直线 d 和 A 确定一个平面 又设直线 d 与 a,b,c 分别相交于 E,F,G, 就 A,E,F,G A, E ,A,Ea, a 同理可证 b,c a,
7、 b, c, d 在同一平面 内2o 当四条直线中任何三条都不共点时,如图2这四条直线两两相交,就设相交直线a,b 确定一个平面 设直线 c 与 a,b 分别交于点 H,K,就 H,K 又 H,Kc, c 同理可证 d a, b, c, d 四条直线在同一平面 内AdaEFbGc图 1HKdabc图 2可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_说明:证明如干条线 或如干个点 共面的一般步骤是:第一依据公理3 或推论,由题给条件中的部分线 或点 确定一个平面,然后再依据公理1 证明其余的线 或点 均在这个平面内此题最简单忽视“三线共点”这一种情形因此,在分析题意时,应认真推敲问题中每一句话
8、的含义“有且只有一个”的含义分两部分懂得,“有”说明图形存在,但不唯独,“只有一个”说明图形假如有顶多只有一个,但不保证符合条件的图形存在,“有且只有一个”既保证了图形 的存在性,又保证了图形的唯独性在数学语言的表达中,“确定一个” ,“可以作且只能作一个” 与“有且只有一个”是同义词, 因此, 在证明有关这类语句的命题时,要从“存在性”和“唯独性”两方面来论证.推论 1: 经过一条直线和直线外的一点有且只有一个平面.推理模式:Aa存在唯独的平面,使得 A, l .推论 2: 经过两条相交直线有且只有一个平面.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推理模式:abP存在唯独的平面,使得
9、a,b .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推论 3: 经过两条平行直线有且只有一个平面.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_推理模式:a / b存在唯独的平面,使得a, b .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_练习:1如图,在平行六面体 ABCD A1B1 C1D1 的中,A1C1B1 D1O1,B1D平面 A1BC1P求证: PBO1证明在平行六面体 ABCD A1 B1C1 D1 中,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 13 页 - - - - - - - - -
10、 -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - - B1D平面 A1BC1P, P平面 A1BC1,PB1DD1C1O1 B1D平面 BB1D1DP平面 A1BC1 ,且 P平面A1B1BB1D1DP P平面 A1 BC1平面 BB1D1D,DC A1 C1B1D1 O1, A1 C1平面A1 BC1, B1D1平面ABBB1D1D, O1平面 A1BC1 ,且 O1平面 BB1D1D又 B平面 A1BC1 ,且 B平面 BB1D1D,平面 A1 BC1平面 BB1D1DBO1 PBO1说明一般的,要证明一个点在某条直
11、线上,只要证明这个点在过这条直线的两个平面上.()、空间两条直线1、空间两直线的位置关系:( 1)相交有且只有一个公共点.( 2)平行在同一平面内,没有公共点. ( 3)异面不在任何一个平面内,没有公共点.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2、公理 4 :平行于同一条直线的两条直线相互平行.推理模式:a / b,b / ca / c .可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_3、等角定理:假如一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同,那么这两个角相等.4、等角定理的推论: 假如两条相交直线和另两条相交直线分别平行, 那么这两条直线所成的锐角 或直角 相等.5、异面
12、直线判定定理: 连结平面内一点与平面外一点的直线,和这个平面内不经过此点的直线是异面直线.推理模式:A, B,l, BlAB 与 l 是异面直线.异面直线的判定方法:判定定理.定义法.反证法是证明两直线异面的有效方法.aBcPDCb可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 1已知不共面的三条直线a 、b 、c 相交于点 P ,A求证: AD 与 BC 是异面直线a ,Ba ,Cb ,Dc ,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_证一:(反证法)假设 AD和 BC共面,所确定的平面为 ,那么点 P、A、B、C、D都在平面 内,直线 a、b、c 都在平面 内,与已知条件a、b、
13、c 不共面冲突,假设不成立, AD和 BC是异面直线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -证二:(直接证法) ac=P,它们确定一个平面, 设为,由已知 C平面,B平面 , AD平面,BAD, AD和 BC是异面直线.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_6、异面直线所成的角: 已知两条异面直线a, b ,经过空间任一点O 作直线a
14、 / a,b/ b ,a , b可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_所成的角的大小与点O 的挑选无关,把a , b 所成的锐角(或直角)叫异面直线a, b 所成的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_角(或夹角) 为了简便,点O 通常取在异面直线的一条上.异面直线所成的角的范畴:0, .27、异面直线垂直:假如两条异面直线所成的角是直角,就叫两条异面直线垂直两条异面直线 a, b垂直,记作ab .8、求异面直线所成的角的方法:几何法:(1)通过平移,在一条直线上找一点,过该点做 另始终线的平行线. ( 2)找出与一条直线平行
15、且与另一条相交的直线,那么这两条相交直线所成的角即为所求.向量法:用向量的夹角公式.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 2在正方体 ABCDA B C D 中, M 、 N 分别是棱AA 和 AB 的中点, P 为可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_00上底面 ABCD 的中心,就直线 PB 与 MN 所成的角为(A)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_0 A 30(B) 45(C) 60D 可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 3 一条长为 2cm 的线段 AB 夹在相互垂直的两个可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_平面、之间
16、, AB 与所成角为A045,与所成角FD可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_为 300 ,且l , ACl , BDl , C 、 D 是垂G可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_EB足,求( 1) CD 的长.(2) AB 与 CD 所成的角0解:( 1)连 BC、AD,可证 AC, BD , ABC=30, BAD=450 ,RtACB中, BC=ABcos300=3,在 Rt ADB中, BD=ABsin45 0=222220可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_在 Rt BCD中,可求出 CD=1cm(也可由 AB=AC+BD+CD-2ACBD cos
17、90求得)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 2)作 BE/l,CE/BD,BE CE,就 ABE就是 AB与 CD所成的角,连AE,由三垂线定理可证BEAE,先求出 AE= 3 ,再在 Rt ABE中,求得 ABE=600.说明:在( 3)中也可作 CHAB于 H,DFAB于 F,HF即为异面直线 CH、DF的公垂线,利用公式CD2 =CH2+DF2+HF2-2 CHDFcos,求出 cos=3 .3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资
18、料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -9、两条异面直线的公垂线、距离:和两条异面直线都垂直相交 的直线,我们称之为异面直线的公垂线.懂得:由于两条异面直线相互垂直时,它们不肯定相交,所以公垂线的定义要留意“相交”的含义.两条异面直线的公垂线在这两条异面直线间的线段(公垂线段) 的长度,叫做两条异面直线间的距离.两条异面直线的公垂线有且只有一条.运算方法:几何法.向量法.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_例 4在棱长为 a 的正四周体中,相对两条棱间的距离为 _ (答案:2 a )2可编辑资料 - - -
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