高一期末复习之立体几何初步(知识点和配套习题).docx

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1、高一期末复习立体几何初步1柱、锥、台、球的结构特征(1)棱柱:定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,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。分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。表示:用各顶点字母,如五棱柱 ABCDE -Abcde或用对角线的端点字母,如五棱柱 AD几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形; 侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。(2)棱锥定义: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分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四棱

2、锥、五棱锥等 表示:用各顶点字母,如五棱锥 p - abcde几何特征:侧面、对角面都是三角形; 平行于底面的截面与底面相似,其相似比等于顶点到 截面距离与高的比的平方。(3)棱台:定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分 分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等表示:用各顶点字母,如五棱台 p-abcde几何特征:上下底面是相似的平行多边形侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点(4)圆柱:定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转 ,其余三边旋转所成的曲面所围成的几 何体几何特征:底面是全等的圆;母线与轴平行;轴与底面圆的半径垂直;侧面展开图是一个矩形。(5

3、) 圆锥:定义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体几何特征:底面是一个圆;母线交于圆锥的顶点;侧面展开图是一个扇形。(6)圆台:定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分几何特征:上下底面是两个圆;侧面母线交于原圆锥的顶点;侧面展开图是一个弓形。(7)球体:定义: 以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体 几何特征:球的截面是圆;球面上任意一点到球心的距离等于半径。2、空间几何体的三视图定义三视图:正视图(光线从几何体的前面向后面正投影);侧视图(从左向右)、俯视图(从上向下)注:正视图反映了物体上下、左右的位置关系,即反映了

4、物体的高度和长度;俯视图反映了物体左右、前后的位置关系,即反映了物体的长度和宽度; 侧视图反映了物体上下、前后的位置关系,即反映了物体的高度和宽度。3、空间几何体的直观图斜二测画法斜二测画法特点: 原来与x轴平行的线段仍然与 x平行且长度不变;原来与y轴平行的线段仍然与 y平行,长度为原来的一半。4、柱体、锥体、台体的表面积与体积(1)几何体的表面积为几何体各个面的面积的和。(2)特殊几何体表面积公式(S直棱柱侧面积二ch1 (S正棱台侧面积hS圆柱表=2:r r l1S圆柱侧二2舄rh S正棱锥侧面积ch2S圆锥侧面积=?.灯|S圆台侧面积=(r R)二1S圆锥表=曲rIS圆台表二rrIRI

5、 R2c为底面周长,h为高,h为斜高,|为母线)(3)柱体、锥体、台体的体积公式27柱=ShV圆柱=Sh =二 r hV锥Sh3V圆锥V台 1(s.SS S)hv 圆台(SSS S)h(r2 rR R2)h3 3(4)球体的表面积和体积公式:V球=4-r3 ; S球面=4:R234、空间点、直线、平面的位置关系(1)平面 平面的概念: A.描述性说明; B.平面是无限伸展的; 平面的表示:通常用希腊字母a、B、丫表示,如平面a (通常写在一个锐角内);也可以用两个相对顶点的字母来表示,如平面BG 点与平面的关系: 点A在平面内,记作;点A不在平面内,记作A :-点与直线的关系: 点A的直线l上

6、,记作:A | ;点A在直线I夕卜,记作 A l ;直线与平面的关系:直线I在平面a内,记作I a ;直线I不在平面a内,记作I二a。(2)公理1:如果一条直线的两点在一个平面内,那么这条直线是所有的点都在这个平面 内。(即直线在平面内,或者平面经过直线)应用:检验桌面是否平;判断直线是否在平面内用符号语言表示公理 1: A T , B T , A三x ,B = I二x(3) 公理2:经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面。推论:一直线和直线外一点确定一平面;两相交直线确定一平面;两平行直线确定一 平面。公理2及其推论作用:它是空间内确定平面的依据它是证明平面重合的依据(4) 公理3:如

7、果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直 线符号:平面a和B相交,交线是a,记作aA3= a。符号语言:P AP|B= Ap|B =I,P I公理3的作用: 它是判定两个平面相交的方法。 它说明两个平面的交线与两个平面公共点之间的关系:交线必过公共点。 它可以判断点在直线上,即证若干个点共线的重要依据。(5) 公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行(6) 空间直线与直线之间的位置关系 异面直线定义:不同在任何一个平面内的两条直线 异面直线性质:既不平行,又不相交。(7 )等角定理:如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行,那么这两角相等或互补。(8) 空间直线与平

8、面之间的位置关系直线在平面内有无数个公共点.直线不在平面內J相交一一只有一个公共点.(或直线在平面外)1平行一一役有公共点三种位置关系的符号表示:a aaCl a = A aII a(9 )平面与平面之间的位置关系:平行一-没有公共点;aII 3相交-有一条公共直线。a C 3 = b5、空间中的平行问题(1)直线与平面平行的判定及其性质线面平行的判定定理:平面外一条直线与此平面内一条直线平行,则该直线与此平面平行。线线平行=线面平行线面平行的性质定理: 如果一条直线和一个平面平行,经过这条直线的平面和这个平面相交, 那么这条直线和交线平行。线面平行 n线线平行(2) 平面与平面平行的判定及其

9、性质两个平面平行的判定定理(1) 如果一个平面内的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T面面平行),(2) 如果在两个平面内,各有两组相交直线对应平行,那么这两个平面平行。(线线平行t面面平行),(3 )垂直于同一条直线的两个平面平行,两个平面平行的性质定理(1) 如果两个平面平行, 那么某一个平面内的直线与另一个平面平行。(面面平行t线面平 行(2) 如果两个平行平面都和第三个平面相交,那么它们的交线平行。(面面平行t线线平行)7、空间中的垂直问题(1)线线、面面、线面垂直的定义 两条异面直线的垂直:如果两条异面直线所成的角是直角,就说这两条异面直线互相垂直。 线面垂

10、直:如果一条直线和一个平面内的任何一条直线垂直,就说这条直线和这个平面垂直。 平面和平面垂直:如果两个平面相交, 所成的二面角(从一条直线出发的两个半平面所组成的图形)是直二面角(平面角是直角),就说这两个平面垂直。(2)垂直关系的判定和性质定理 线面垂直判定定理和性质定理判定定理:如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直,那么这条直线垂直这个平面。性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。 面面垂直的判定定理和性质定理判定定理:如果一个平面经过另一个平面的一条垂线,那么这两个平面互相垂直。 性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于他们的交线的直线垂直于另一

11、 个平面。9、空间直角坐标系(1)定义:如图,OBCD DABC是单位正方体.以A为原点,分别以OD,OA ,OB的方向为正方向,建立三条数轴x轴.y轴.z轴。这时建立了一个空间直角坐标系Oxyz.1)O叫做坐标原点 2)x轴,y轴,z轴叫做坐标轴.3 )过每两个坐标轴的平面叫做坐 标面。(2) 右手表示法:令右手大拇指、食指和中指相互垂直时,可能形成的位置。大拇指指向为x轴正方向,食指指向为y轴正向,中指指向则为z轴正向,这样也可以决定三轴间的 相位置。(3) 任意点坐标表示:空间一点 M的坐标可以用有序实数组(x,y,z)来表示,有序实数组(x,y,z)叫做点M在此空间直角坐标系中的坐标,

12、记作M(x,y,z) (x叫做点M的横坐标,y叫做点M的纵坐标,z叫做点M的竖坐标)(4) 空间两点距离坐标公式:d = (x2 xj2 (y2yi)2 (勺z, )2典型例题1、 关于直线a、b、I与平面M N,下列命题中正确的是()A. 若 a / M b / M 贝U a / bB. 若a/ M b丄a,则b丄MC. 若a二M b二M则I丄a , l丄b,则I丄MD. 若 a丄M a/ N,贝U MlN2、 若l, m,n是互不相同的空间直线,:-是不重合的平面,贝U下列命题中为真 命题的是()A. 若:/ 叩二 & n - 卩,则 l/nB. 若叮二:;,则 l _ 1C. 若l _n

13、,m _n ,则 l/mD. 若 l .1 :s,l/ -,则爲.13、设a , b为两条直线,:-,为两个平面,下列四个命题中,正确的命题是()A. 若a, b与所成的角相等,贝U a/bB. 若 a/: , b/ - , : / -,贝U a/bC. 若 a : , b , a/b ,则一:D. 若a _ : , b _ 1 ,爲】,则a _ b4、 a和B是两个不重合的平面,在下列条件中可以判定aB的是()A.a、B都垂直于平面pD0AABD4 二B俯规图(第 11 题)(第 12 题)球心到16二.与D与n个部分,n所有可能的值是()(D)4,6,7,8)I / m a丄B I丄m a

14、 / B,m/ a , m/ B , I / B 直线m平面B,有下列四个命题: 丄 B = I / m( )与 CB. a内不共线的三点到B的距离相等C. I、m是a内的直线,且I / B , mil BD. I、m是两条异面直线,且I / a6.已知直线I丄平面a ,a/B=T丄ma 其中正确的两个命题是A.与 B .5. 三个互不重合的平面,能把空间分成(A)4,6,7(B)4,5,6,8(C)4,7,86. 下列命题中,结论正确的个数是(1) 如果一个角的两边与另一个角的两边分别平行,那么这两个角相等(2) 如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行,那么这两组直线所成的 锐角或直角相等

15、(3) 如果一个角的两边和另一个角的两边分别垂直,那么这两个角相等或互 补(4) 如果两条直线同时平行于第三条直线,那么这两条直线平行A. 1 个 B. 2个C. 3个D.4 个7. 已知正四棱柱的底面积为4,过相对侧棱的截面面积为8,则该正四棱柱的体 积为8. 下面是关于四棱柱的四个命题:若有两个侧面垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱; 若两个过相对侧棱的截面都垂直于底面,则该四棱柱为直四棱柱 若四个侧面两两全等,则该四棱柱为直四棱柱; 四棱柱的四条对角线两两全等,则该四棱柱为直四棱柱.其中真命题的编号是9. 设A、B、C D是球面上的四个点,且在同一平面内,AB=BC=CD=DA=3,该平面

16、的距离是球半径的一半,则球的体积是()A. 8.6 二 B . 64.6 二 C. 24.2 二D. 72.2 二10. 如图,正四棱锥P-ABCD底面的四个顶点A,B,C,D在球0的同一个大圆上,点P在球面上,如果Vpbcd,则球O的表面积是38 二 C. 12r:11. 一个几何体的三视图及其尺寸如右图所示(单位:cm),则该几何体的体积是 cm 3.12.如图,一个空间几何体的正视图,左视图,俯视图为全等的等腰直角三角形,如果等腰直角三角形的直角边长为1,那么这个几何体的体积为左视图C C|18. 已知某几何体的俯视图是如图所示的矩形, 正视图(或称主视图) 是一个底边长为&高为4的等腰

17、三角形,侧视图(或称左视图)是一 个底边长为&高为4的等腰三角形.(1) 求该几何体的体积V;(2) 求该几何体的侧面积S。19. 如图所示,ABCD为正方形,SA_平面ABCD,过A且垂直于SC的平面分别交 SB,SC,SD 于 E,F,G .求证:AE _SB AG _ SD .13已知圆台的上下底面半径分别是2、5,且侧面面积等于两底面面积之和,该圆台的母线长14. 一个长方体的相交于一个顶点的三个面的面积分别是2、3、6,则长方体的体积是15. 边长为a的正方体的内切球,外接球以及和各个棱都相切的球的体积比为16. P是厶ABC所在平面外一点,且 PA丄平面ABC若O Q分别是ABCn

18、PBC的垂心,求证:0Q-平面 PBC.FEDB17. 如图,一个三棱柱形容器中盛有水,且侧棱 AAi= 8.若AABiB水平放置时, 液面恰好过ac,bc,ac1,B!G的中点,则当底面ABC水平放置时,液面的高为多少?20. 如图,已知矩形 ABCD中,AB=10, BC =6,将矩形沿对角线BD 把 :ABD 折起,使A移到A点,且几在平面BCD上的射影0恰好在CD上.(I)求证:BC _ AD ;(U)求证:平面A,BC _平面ABD ; (川)求三棱锥A BCD的体积.21、如图,四棱锥S-ABCD的底面是正方形,SA_底面ABCD,E是SC上占(1)求证:平面EBD _ 平面 SA

19、C ;(2)设 SA 二 4,AB =2,求点A到平面SBD的距离;八、22. 如图是一个以 A1B1C1为底面的直三棱柱被一平面所截得到的几何体, 截面为 ABC.已知 AB1 nBC =1, A1B1C1 =90,AA2BB4,CC3,设点 O是 AB 的中点,(1)求证:OC/平面A1B1C1 ; (2)求该几何体的体积.AX.OBA1J C1丄B123. 如下的三个图中,左边的是一个长方体截去一个角所得多面体的直观图,它 的正视图和侧视图在右边画出(单位:cm)。( 1按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;(2) 按照给出的尺寸,求该多面体的体积;(3)在所给直观图中连结BC,证明:

20、BC / 面 EFGCC俯视圏AB / DC , PAD24、某几何体的三视图如右图所示(1) 根据三视图,画出该几何体的直观图;(2) 求该几何体的表面积;(3) 在直观图中,设G是线段PB上的点,当G在线段PB上 运动时,是否总有平面PBDL平面AGC证明你的结论。25、如图,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD _平面ABCD, 是等边三角形,BD =2AD =8, AB =2DC =4.5 .(I)设 M是PC上的一点,证明:平面 MBD 平面PAD ; (U)求四棱锥P-ABCD的体积.CCAB27. 如图所示,正方形ABCD与直角梯形ADEF所在平面互相垂直,.ADE = 90 ,A

21、F/DE , DE 二 DA 二 2AF =2.(I )求证:AC _平面BDE ;(II)求证:AC/ 平面 BEF ;(川)求四面体BDEF的体积.28. 已知四棱锥P - ABCD的底面是菱 形.PB=PD , E为PA的中点.(I)求证:PC /平面BDE ;(I)求证:平面PAC _平面BDE .29. 如图:梯形ABCD和正厶PAB所在平面互相垂直,其中AB/DC,B1AD二CD AB,且0为AB中点. 2(I ) 求证:BC/平面POD ;(II ) 求证:AC _ PD .30. 如图,在直三棱柱 ABC -AB。中,AB二AC,D,E分别为BC,BBi的中点,四边形B1BCC

22、1是正方形.(I)求证:AB / 平面 AC1D ;D(U)求证:CE _平面AGD .31. 在长方形AABB中,AB =2AA =4,C,C1分别是AB,A1B1的中点(如左图).将此长方形沿CC1对折,使平面AAGC _平面CC1B1B (如右图),已知D,E分别是AB1,CC1的中A1C1B1ACBDEC占八、(I)求证:GD /平面ABE ;(n)求证:平面ABE _平面 AABB ;D,E,F分别为BC,BB,AA的中C(川)求三棱锥Ci - AiBE的体积32、已知直三棱柱 ABC -ABiCi的所有棱长都相等,且点.(I) 求证:平面BiFC/平面EAD ;(II )求证:BC

23、i _平面 EAD 33.如图,菱形 ABCD的边长为6, BAD =60:, ACp|BD=O.将菱形ABCD沿 对角线AC折起,得到三棱锥B-ACD,点M是棱BC的中点,DM =3,2.(I)求证:OM /平面ABD ;(U)求证:平面ABC _平面MDO ;(川)求三棱锥M - ABD的体积.34、如图,在四棱锥S-ABCD中,底面ABCD是 菱形,SA_底面ABCD ,M为SA的中点,N为CD 的中点.(I)证明:平面SBD_平面SAC;(U)证明:直线 MN |平面SBC .(川)求三棱锥D“ 一 BDF的体积.个角所得多面体的直观图,它出的尺寸,求该多面体的体积;35 如图,已知棱

24、柱 ABCD 一 AjBjGDj的底面是菱形,且 AA* _面ABCD ,.DAB =60 , AD二AAi=l, F为棱AA的中点,M为线段BDi的中点,(I)求证:MF / 面 ABCD ;(U)试判断直线MF与平面BDD1B1的位置关系,并证明你的结论;36、如下的三个图中,上面的是一个长方体截去的正视图和侧视图在下面画出(单位:cm )。(1)在正视图下面,按照画三视图的要求画出该多面体的俯视图;(2)按照给PDCE37.已知四棱锥P-ABCD的三视图如下图所示, E是侧棱PC上的动点.(I )求四棱锥P - ABCD的体积;(II)若E是PC的中点,求证PA /平面BDE(川)是否不论点E在何位置, 都有BD AE ?证明你的结论.B

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