23、
正棱錐:(1)定義:如果一個(gè)棱錐的底面是正多邊形,且頂點(diǎn)在底面的射影是底面的中心,這樣的棱錐叫正棱錐。特別地,側(cè)棱與底面邊長(zhǎng)相等的正三棱錐叫做正四面體。如四面體
中,有如下命題:①若
,則
;②若
分別是
的中點(diǎn),則
的大小等于異面直線(xiàn)
與
所成角的大;③若點(diǎn)
是四面體
外接球的球心,則
在面
上的射影是
外心;④若四個(gè)面是全等的三角形,則
為正四面體。其中正確的是___(答:①③)
(2)性質(zhì):①正棱錐的各側(cè)棱相等,各側(cè)面都是全等的等腰三角形,各等腰三角形底邊上的高(叫側(cè)高)也相等。②正棱錐的高
、斜高
、斜高在底面的射影(底面的內(nèi)切圓的半徑
)、側(cè)棱、側(cè)棱在底面的射影(底面的外接圓的半徑
)、底面的半邊長(zhǎng)可組成四個(gè)直角三角形。如圖,正棱錐的計(jì)算集中在四個(gè)直角三角形中:
,
,其中
分別表示底面邊長(zhǎng)、側(cè)棱長(zhǎng)、側(cè)面與底面所成的角和側(cè)棱與底面所成的角。如(1)在三棱錐的四個(gè)面中,最多有___個(gè)面為直角三角形(答:4);(2)把四個(gè)半徑為R的小球放在桌面上,使下層三個(gè),上層一個(gè),兩兩相切,則上層小球最高處離桌面的距離為_(kāi)_______(答:
)。
22、棱錐的性質(zhì):如果棱錐被平行于底面的平面所截,那么所得的截面與底面相似,截面面積與底面面積的比等于頂點(diǎn)至截面距離與棱錐高的平方比,截得小棱錐的體積與原來(lái)棱錐的體積比等于頂點(diǎn)至截面距離與棱錐高的立方比。如若一個(gè)錐體被平行于底面的平面所截,若截面面積是底面積的,則錐體被截面截得的一個(gè)小棱錐與原棱錐體積之比為_(kāi)____(答:1∶8)
21、平行六面體:
(1)定義:底面是平行四邊形的四棱柱叫做平行六面體;
(2)幾類(lèi)特殊的平行六面體:{平行六面體}
{直平行六面體}
{長(zhǎng)方體}
{正四棱柱}
{正方體};
(3)性質(zhì):①平行六面體的任何一個(gè)面都可以作為底面;②平行六面體的對(duì)角線(xiàn)交于一點(diǎn),并且在交點(diǎn)處互相平分;③平行六面體的四條對(duì)角線(xiàn)的平方和等于各棱的平方和;④長(zhǎng)方體的一條對(duì)角線(xiàn)的平方等于一個(gè)頂點(diǎn)上三條棱長(zhǎng)的平方和。如長(zhǎng)方體三度之和為a+b+c=6,全面積為11,則其對(duì)角線(xiàn)為_(kāi)____(答:5)
20、棱柱:(1)棱柱的分類(lèi):①按側(cè)棱是否與底面垂直分類(lèi):分為斜棱柱(側(cè)棱不垂直于底面)和直棱柱(側(cè)棱垂直于底面),其中底面為正多邊形的直棱柱叫正棱柱。②按底面邊數(shù)的多少分類(lèi):底面分別為三角形,四邊形,五邊形…,分別稱(chēng)為三棱柱,四棱柱,五棱柱,…;(2)棱柱的性質(zhì):①棱柱的各個(gè)側(cè)面都是平行四邊形,所有的側(cè)棱都相等,直棱柱的各個(gè)側(cè)面都是矩形,正棱柱的各個(gè)側(cè)面都是全等的矩形。②與底面平行的截面是與底面對(duì)應(yīng)邊互相平行的全等多邊形。③過(guò)棱柱不相鄰的兩條側(cè)棱的截面都是平行四邊形。如(1)斜三棱柱A1B1C1-ABC,各棱長(zhǎng)為
,A1B=A1C=
,則側(cè)面BCC1B1是____形,棱柱的高為_(kāi)____(答:正方;
);(2)下列關(guān)于四棱柱的四個(gè)命題:①若有兩個(gè)側(cè)面垂直于底面,則該四棱柱為直棱柱;②若兩個(gè)過(guò)相對(duì)側(cè)棱的截面都垂直于底面,則該四棱柱為直棱柱;③若四個(gè)側(cè)面兩兩全等,則該四棱柱為直棱柱;④若四棱柱的四條對(duì)角線(xiàn)兩兩相等,則該四棱柱為直棱柱。其中真命題的為_(kāi)____(答:②④)。
19、多面體有關(guān)概念:(1)多面體:由若干個(gè)平面多邊形圍成的空間圖形叫做多面體。圍成多面體的各個(gè)多邊形叫做多面體的面。多面體的相鄰兩個(gè)面的公共邊叫做多面體的棱。(2)多面體的對(duì)角線(xiàn):多面體中連結(jié)不在同一面上的兩個(gè)頂點(diǎn)的線(xiàn)段叫做多面體的對(duì)角線(xiàn)。(3)凸多面體:把一個(gè)多面體的任一個(gè)面伸展成平面,如果其余的面都位于這個(gè)平面的同一側(cè),這樣的多面體叫做凸多面體。
18、空間距離的求法:(特別強(qiáng)調(diào):立體幾何中有關(guān)角和距離的計(jì)算,要遵循“一作,二證,三計(jì)算”的原則)
(1)異面直線(xiàn)的距離:①直接找公垂線(xiàn)段而求之;②轉(zhuǎn)化為求直線(xiàn)到平面的距離,即過(guò)其中一條直線(xiàn)作平面和另一條直線(xiàn)平行。③轉(zhuǎn)化為求平面到平面的距離,即過(guò)兩直線(xiàn)分別作相互平行的兩個(gè)平面。如已知正方體ABCD-
A1B1C1D1的棱長(zhǎng)為
,則異面直線(xiàn)BD與B1C的距離為_(kāi)____(答:
)。
(2)點(diǎn)到直線(xiàn)的距離:一般用三垂線(xiàn)定理作出垂線(xiàn)再求解。如(1)等邊三角形
的邊長(zhǎng)為
,
是
邊上的高,將
沿
折起,使之與
所在平面成
的二面角,這時(shí)
點(diǎn)到
的距離是_____(答:
);(2)點(diǎn)P是120°的二面角α-
-β內(nèi)的一點(diǎn),點(diǎn)P到α、β的距離分別是3、4,則P到
的距離為 _______(答:
);(3)在正方體ABCD-A1B1C1D1的側(cè)面AB1內(nèi)有一動(dòng)點(diǎn)P到棱A1B1與棱BC的距離相等,則動(dòng)點(diǎn)P所在曲線(xiàn)的形狀為_(kāi)______(答:拋物線(xiàn)弧)。
(3)點(diǎn)到平面的距離:①垂面法:借助于面面垂直的性質(zhì)來(lái)作垂線(xiàn),其中過(guò)已知點(diǎn)確定已知面的垂面是關(guān)鍵;②體積法:轉(zhuǎn)化為求三棱錐的高;③等價(jià)轉(zhuǎn)移法。如(1)長(zhǎng)方體
的棱
,則點(diǎn)
到平面
的距離等于______(答:
);(2)在棱長(zhǎng)為a的正方體ABCD-A1B1C1D1中,M是AA1的中點(diǎn),則A1到平面MBD的距離為_(kāi)_____(答:a)。
(4)直線(xiàn)與平面的距離:前提是直線(xiàn)與平面平行,利用直線(xiàn)上任意一點(diǎn)到平面的距離都相等,轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離。
(5)兩平行平面之間的距離:轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離。
(6)球面距離(球面上經(jīng)過(guò)兩點(diǎn)的大圓在這兩點(diǎn)間的一段劣弧的長(zhǎng)度):求球面上兩點(diǎn)A、B間的距離的步驟:①計(jì)算線(xiàn)段AB的長(zhǎng);②計(jì)算球心角∠AOB的弧度數(shù);③用弧長(zhǎng)公式計(jì)算劣弧AB的長(zhǎng)。如(1)設(shè)地球半徑為
,在北緯
圈上有
兩地,它們的緯度圈上的弧長(zhǎng)等于
,求
兩地間的球面距離(答:
);(2)球面上有3點(diǎn),其中任意兩點(diǎn)的球面距離都等于大圓周長(zhǎng)的
,經(jīng)過(guò)這3點(diǎn)的小圓的周長(zhǎng)為
,那么這個(gè)球的半徑為_(kāi)_____(答:
);(3)三棱錐
的三個(gè)側(cè)面兩兩垂直,
,若
四個(gè)點(diǎn)都在同一球面上,則此球面上兩點(diǎn)A、B之間的球面距離是_________(答:
)。
17、兩個(gè)平面垂直的判定和性質(zhì):(1)判定:①判定定理:如果一個(gè)平面經(jīng)過(guò)另一個(gè)平面的一條垂線(xiàn),那么這兩個(gè)平面互相垂直。②定義法:即證兩個(gè)相交平面所成的二面角為直二面角;(2)性質(zhì):如果兩個(gè)平面垂直,那么在一個(gè)平面內(nèi)垂直于它們交線(xiàn)的直線(xiàn)垂直于另一個(gè)平面。如(1)三個(gè)平面兩兩垂直,它們的交線(xiàn)交于一點(diǎn)O,P到三個(gè)面的距離分別為3、4、5,則OP的長(zhǎng)為_(kāi)____(答:5);(2)在四棱錐P-ABCD中,PA⊥底面ABCD,底面各邊都相等,M是PC上的一動(dòng)點(diǎn),當(dāng)點(diǎn)M滿(mǎn)足___________時(shí),平面MBD⊥平面PCD(答:
);(3)過(guò)S引三條長(zhǎng)度相等但不共面的線(xiàn)段SA、SB、SC,且∠ASB=∠ASC=60°,∠BSC=90°,求證:平面ABC⊥平面BSC。
特別指出:立體幾何中平行、垂直關(guān)系的證明的基本思路是利用線(xiàn)面關(guān)系的轉(zhuǎn)化,即:
![]()
如(1)已知直線(xiàn)![]()
平面
,直線(xiàn)![]()
平面
,給出下列四個(gè)命題:①![]()
②
;③
;④
。其中正確的命題是_____(答:①③);(2)設(shè)
是兩條不同直線(xiàn),
是兩個(gè)不同平面,給出下列四個(gè)命題:①若
則
;②若
,則
;③若
,則
或
;④若
則
。其中正確的命題是_____(答:①③④)
16、二面角:(1)平面角的三要素:①頂點(diǎn)在棱上;②角的兩邊分別在兩個(gè)半平面內(nèi);③角的兩邊與棱都垂直。(2)作平面角的主要方法:①定義法:直接在二面角的棱上取一點(diǎn)(特殊點(diǎn)),分別在兩個(gè)半平面內(nèi)作棱的垂線(xiàn),得出平面角,用定義法時(shí),要認(rèn)真觀(guān)察圖形的特性;②三垂線(xiàn)法:過(guò)其中一個(gè)面內(nèi)一點(diǎn)作另一個(gè)面的垂線(xiàn),用三垂線(xiàn)定理或逆定理作出二面角的平面角;③垂面法:過(guò)一點(diǎn)作棱的垂面,則垂面與兩個(gè)半平面的交線(xiàn)所成的角即為平面角;(3)二面角的范圍:
;(4)二面角的求法:①轉(zhuǎn)化為求平面角;②面積射影法:利用面積射影公式
,其中
為平面角的大小。對(duì)于一類(lèi)沒(méi)有給出棱的二面角,應(yīng)先延伸兩個(gè)半平面,使之相交出現(xiàn)棱,然后再選用上述方法(尤其可考慮面積射影法)。如(1)正方形ABCD-A1B1C1D1中,二面角B-A1C-A的大小為_(kāi)_______(答:
);(2)將∠A為60°的棱形ABCD沿對(duì)角線(xiàn)BD折疊,使A、C的距離等于BD,則二面角A-BD-C的余弦值是______(答:
);(3)正四棱柱ABCD-A1B1C1D1中對(duì)角線(xiàn)BD1=8,BD1與側(cè)面B1BCC1所成的為30°,則二面角C1-BD1-B1的大小為_(kāi)_____(答:
);(4)從點(diǎn)P出發(fā)引三條射線(xiàn)PA、PB、PC,每?jī)蓷l的夾角都是60°,則二面角B-PA-C的余弦值是______(答:
);(5)二面角α-
-β的平面角為120°,A、B∈
,AC
α,BD
β,AC⊥
,BD⊥
,若AB=AC=BD=1,則CD的長(zhǎng)______(答:2);(6)ABCD為菱形,∠DAB=60°,PD⊥面ABCD,且PD=AD,則面PAB與面PCD所成的銳二面角的大小為_(kāi)_____(答:
)。
15、兩個(gè)平面平行的判定和性質(zhì):(1)判定:一個(gè)如果平面內(nèi)有兩條相交直線(xiàn)和另一個(gè)平面平行,則這兩個(gè)平面平行。(2)性質(zhì):如果兩個(gè)平行平面同時(shí)與第三個(gè)平面相交,那么它們的交線(xiàn)平行。如(1)
是兩個(gè)不重合的平面,在下列條件中,不能判定平面
的條件是A、
是
內(nèi)一個(gè)三角形的兩條邊,且
B、
內(nèi)有不共線(xiàn)的三點(diǎn)到
的距離都相等 C、
都垂直于同一條直線(xiàn)
D、
是兩條異面直線(xiàn),
,且
(答:B);(2)給出以下六個(gè)命題:①垂直于同一直線(xiàn)的兩個(gè)平面平行;②平行于同一直線(xiàn)的兩個(gè)平面平行;③平行于同一平面的兩個(gè)平面平行;④與同一直線(xiàn)成等角的兩個(gè)平面平行;⑤一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線(xiàn)于另一個(gè)平面內(nèi)的兩條相交直線(xiàn)平行,則這兩個(gè)平面平行;⑥兩個(gè)平面分別與第三個(gè)平面相交所得的兩條交線(xiàn)平行,則這兩個(gè)平面平行。其中正確的序號(hào)是___________(答:①③⑤);(3)正方體ABCD-A1B1C1D1中AB=
。①求證:平面AD1B1∥平面C1DB;②求證:A1C⊥平面AD1B1
;③求平面AD1B1與平面C1DB間的距離(答:
);
14、平面與平面的位置關(guān)系:(1)平行――沒(méi)有公共點(diǎn);(2)相交――有一條公共直線(xiàn)。
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