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2012高考數(shù)學(xué)分類匯編-立體幾何

 看那梔子花開 2016-01-06

1. (安徽6)設(shè)平面?與平面?相交于直線m,,直線a在平面?內(nèi),直線b在平面?內(nèi),,且b?m

則“???”是“a?b”的(    )

(A) 充分不必要條件                     (B) 必要不充分條件    (C) 充要條件

(D) 即不充分不必要條件

【解析】選A

①???,b?m?b???b?a   ②如果a//m,;則a?b與

b?m條件相同

2. (安徽12)某幾何體的三視圖如圖所示,該幾何體的表面積是_____

【解析】表面積是_____92

該幾何體是底面是直角梯形,,高為4的直四棱柱 幾何體的表面

S?2?

12

(2?5)?4?(2?5?4?

4?92

3. (安徽18)(本小題滿分12分)

ACC圖4所示,,其中BB1C1C是矩形,BC?2,B1B?

4,,平面圖形ABB如111

AB?AC?


A1B1?A1C1?BC和B1C1折疊,,使?ABC與?A1B1C1所在平

面都

與平面BB1C1C垂直,再分別連接AA1,BA1,CA1,得到如圖2所示的空間圖形,,對(duì)此空間圖形解答 下列問題,。

(Ⅰ)證明:AA1?BC,;      (Ⅱ)求AA1的長(zhǎng),; (Ⅲ)求二面角A?BC?A1的余弦值。

【解析】(I)取BC,B1C1的中點(diǎn)為點(diǎn)O,O1,,連接AO,OO1,A1O,A1O1   則AB?AC?AO?BC,面ABC?面BB1C1C?AO?面BB1C1C 同理:A1O1?面BB1C1C 得:AO//A1O1?A,O,A1,O1共面 又OO1?BC,OO1?AO?O?BC?面AOO1A1?AA1?BC (Ⅱ)延長(zhǎng)A1O1到D,,使O1D?OA     得:O1D//OA?AD//OO1

BC      OO,,面A1B1C1?面BB1C1C?OO1?面A1B1C1?AD?面A1B1C1 1

AA1

5


(Ⅲ)AO?BC,A1O?BC??AOA1是二面角A?BC?A1的平面角           在Rt?

OO1A1中,A1O?

2

2

2

在Rt?

OAA1中,,cos?AOA1?

AO?A1O?AA1

2AO?A1O

5


得:二面角A?BC?

A1的余弦值為?

5

,。

4.北京7.某三棱錐的三視圖如圖所示,該三梭錐的表面積是(     )


A. 28+65     B. 30+65      C. 56+ 125      D. 60+125

【解析】從所給的三視圖可以得到該幾何體為三棱錐,,如圖所示,,圖中藍(lán)色數(shù)字所表示的為直接從題目所給三視圖中讀出的長(zhǎng)度,黑色數(shù)字代表通過勾股定理的計(jì)算得到的邊長(zhǎng),。本題所求表面積應(yīng)為三棱錐四個(gè)面的面積之和,,利用垂直關(guān)系和三角形面積公式,可得:

S底?10

,,S后?10,,S右?10,S左?65,,因此該幾何體表面積

S?S底?S后?S右?S左?30?65,,故選B


【答案】B

5.北京16.(本小題共14分)

如圖1,,在Rt△ABC中,,∠C=90°,,BC=3,AC=6,,D,,E分別是AC,AB上的點(diǎn),,且DE∥BC,,DE=2,將△ADE沿DE折起到△A1DE的位置,,使A1C⊥CD,如圖2. (I)求證:A1C⊥平面BCDE,;

(II)若M是A1D的中點(diǎn),求CM與平面A1BE所成角的大??;

(III)線段BC上是否存在點(diǎn)P,使平面A1DP與平面A1BE垂直,?說明理由


解:(1)?CD?DE,,A1E?DE

DE?平面A1CD,

又?A1C?平面A1CD,,

A1C?DE

又A1C?CD,,

A1C?平面BCDE。

(2)如圖建系C?xyz,,則D??2,,0,

0?,,A?0,,0,,,B?0,,3,0?,,E??2,,2,0?

∴A1B?0,,3,,???????

,A1E???2,?1,,0? ?

設(shè)平面A1BE法向量為n??x,,y,z?

z?y????A1B?n?0?3y??0?2則?????

∴?

∴?

2x?y?0?x??y?A1E?n?0

2

y

∴n???1,2

又∵M(jìn)??1,,0

∴CM???1,,0

CM?n

∴cos???

|CM|?|n|

2

C  ,

∴CM與平面A1BE所成角的大小45?,。

(3)設(shè)線段BC上存在點(diǎn)P,,設(shè)P點(diǎn)坐標(biāo)為?0,a,,0?,,則a??0,3?

則A1P?0,,a,,??????

,DP??2,,a,,0?

設(shè)平面A1DP法向量為n1??x1,y1,,z1?

z?1?1??ay1?1?0?6則?

∴?

2x?ay?01??11?x??ay

11??2

,,


∴n1???3a,6?

,。


假設(shè)平面A1DP與平面A1BE垂直,,

則n1?n?0,∴3a?12?3a?0,,6a??12,,a??2,

∵0?a?3,,∴不存在線段BC上存在點(diǎn)P,使平面A1DP與平面A1BE垂直,。 6.福建4一個(gè)幾何體的三視圖形狀都相同,,大小均相等,那么這個(gè)幾何體不可以是(   )

A.球      B.三棱錐    C.正方體      D.圓柱

考點(diǎn):空間幾何體的三視圖,。

難度:易,。

分析:本題考查的知識(shí)點(diǎn)為空間幾何體的三視圖,直接畫出即可,。

解答:圓的正視圖(主視圖),、側(cè)視圖(左視圖)和俯視圖均為圓;

三棱錐的正視圖(主視圖),、側(cè)視圖(左視圖)和俯視圖可以為全等的三角形,;

正方體的正視圖(主視圖)、側(cè)視圖(左視圖)和俯視圖均為正方形,; 圓柱的正視圖(主視圖),、側(cè)視圖(左視圖)為矩形,,俯視圖為圓。

7.福建18.(本小題滿分13分)

如圖,,在長(zhǎng)方體ABCD?A1B1C1D1中,,AA1?AD?1,E為CD中點(diǎn),。 (Ⅰ)求證:B1E?AD1,;

(Ⅱ)在棱AA1上是否存在一點(diǎn)P,使得DP//平面B1AE,?若存在,,求AP的長(zhǎng);若不存在,,說明理由,。

(Ⅲ)若二面角A?B1E?A1的大小為300,求AB的長(zhǎng),。


考點(diǎn):立體幾何,。 難度:中。 分析:  解答:

(Ⅰ)長(zhǎng)方體ABCD?A1B1C1D1中,,AA1?AD?1

得:AD1?A1D,AD1?A1B1,A1D?A1B1?A1?A1D?面A1B1CD

B1E?面A1B1CD?B1E?AD1

(Ⅱ)取AA1的中點(diǎn)為P,,AB1中點(diǎn)為Q,連接PQ       在?AA1B1中,,PQ//

面B1AE

此時(shí)AP?

12AA1?

1212

A1B1,DE//

12

A1B1?PQ//DE?PD//QE?PD//


(Ⅲ)設(shè)A1D?AD1?O,,連接AO,過點(diǎn)O作OH?B1E于點(diǎn)H,,連接AH

E?AH?BE      A1O?面A1B1CD,,OH?B 11

得:?AHO是二面角A?B1E?A1的平面角??AHO?30

在Rt?

AOH中,?AHO?30,?AOH?90,AH?

2

OH?

2


C.

10π3

D.6π

考點(diǎn)分析:本題考察空間幾何體的三視圖.

難易度:★

解析:顯然有三視圖我們易知原幾何體為   一個(gè)圓柱體的一部分,,并且有正視圖知是一個(gè)1/2的圓柱體,,底面圓的半徑為1,圓柱體的高為6,,則知所求幾何體體積為原體積的一半為3π.選B.

11.湖北10.我國古代數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》中“開立圓術(shù)”曰:置積尺數(shù),,以十六乘之,

九而一,,所得開立方除之,,即立圓徑. “開立圓術(shù)”相當(dāng)于給出了已知球的體積V,求其直徑d的一個(gè)近似公

式d?

. 人們還用過一些類似的近似公式. 根據(jù)

π =3.141?59判斷,,下列近似公式中最精確的一個(gè)是

A

.d?

B

.d?    C

.d?

D

.d?

考點(diǎn)分析:考察球的體積公式以及估算. 難易度:★★ 解析:


由V?

4

(),,得d?32

6?12

d

3

設(shè)選項(xiàng)中常數(shù)為

6?157300

ab

,則?=

6ba

;A中代入得?=

6?1121

6?916

=3.375,

B中代入得?==3,,C中代入得?==3.14,D中代入得?==3.142857,,


由于D中值最接近?的真實(shí)值,故選擇D,。

12.湖北19.(本小題滿分12分)

如圖1,,?ACB?45?,BC?3,,過動(dòng)點(diǎn)A作AD?BC,,垂足D在線段BC上且異于點(diǎn)B,連接AB,,沿AD將△ABD折起,,使?BDC?90?(如圖2所示).

(Ⅰ)當(dāng)BD的長(zhǎng)為多少時(shí),三棱錐A?BCD的體積最大,; (Ⅱ)當(dāng)三棱錐A?BCD的體積最大時(shí),,設(shè)點(diǎn)E,M分別為棱BC,,AC的中點(diǎn),,試在

棱CD上確定一點(diǎn)N,使得EN?BM,,并求EN與平面BMN所成角的大?。?/p>


A

A第19題圖

19.解:

(Ⅰ)解法1:在如圖1所示的△ABC中,設(shè)BD?x(0?x?3),,則CD?3?x.

由AD?BC,,?ACB?45?知,△ADC為等腰直角三角形,,所以AD?CD?3?x.

D  圖1

C

E

C

圖2

由折起前AD?BC知,,折起后(如圖2),ADD?C所以AD?平面BCD.又?BDC?90?,,所以S?BCD?

VA?BCD?

13

AD?S?BCD?

13(3?x)?

12

3

,,AD?BD,且BD?DC?D,,

12

BD?CD?

12x(3?x)

.于是

x(3?x)?

112

2x(3?x)(3?x)

1?2x?(3?x)?(3?x)?2

,(lbylfx) ????12?33?

當(dāng)且僅當(dāng)2x?3?x,,即x?1時(shí),,等號(hào)成立,

故當(dāng)x?1,,即BD?1時(shí), 三棱錐A?BCD的體積最大.                    解法2:

同解法1,,得VA?BCD?令f(x)?

16

3

2

13

AD?S?BCD?

13

(3?x)?12

12

x(3?x)?

16

(x?6x?9x)

32

(x?6x?9x)

,由f?(x)?(x?1)(x?3)?0,且0?x?3,,解得x?1.

當(dāng)x?(0,1)時(shí),,f?(x)?0;當(dāng)x?(1,3)時(shí),,f?(x)?0.  所以當(dāng)x?1時(shí),,f(x)取得最大值.

故當(dāng)BD?1時(shí), 三棱錐A?BCD的體積最大.                             (Ⅱ)解法1:以D為原點(diǎn),建立如圖a所示的空間直角坐標(biāo)系D?xyz.

由(Ⅰ)知,,當(dāng)三棱錐A?BCD的體積最大時(shí),,BD?1,AD?CD?2.

于是可得D(0,0,0),,B(1,0,0),,C(0,2,0),A(0,0,2),,M(0,1,1),,E(,1,0),

2

且BM?(?1,1,1).

1

設(shè)N(0,?,0),,則EN?(?,??1,0). 因?yàn)镋N?BM等價(jià)于EN?BM?0,,即

2

(?12

,??1,0)?(?1,1,1)?

12

12

1?0

1

,故??

12

,,N(0,

12

,0)

.

所以當(dāng)DN?(即N是CD的靠近點(diǎn)D的一個(gè)四等分點(diǎn))時(shí),,EN?BM.

n?BN,1?

設(shè)平面BMN的一個(gè)法向量為n?(x,y,z),由? 及BN?(?1,,0),, ?????

2??n?BM,

得?

y?2x,?z??x.

可取n?(1,2,?1).

1

12

2

設(shè)EN與平面BMN所成角的大小為?,,則由EN?(?,?,0),n?(1,2,?1),,可得


1????|??1|

n?EN???60?. ?sin??cos(90??)??

2|n|?|EN|?

故EN與平面BMN所成角的大小為60.


AM

圖a

B

E 圖b


解法2:由(Ⅰ)知,,當(dāng)三棱錐A?BCD的體積最大時(shí),BD?1,,AD?CD?2. 如圖b,,取CD的中點(diǎn)F,連結(jié)MF,,BF,,EF,則MF∥AD. 由(Ⅰ)知AD?平面BCD,,所以MF?平面BCD.

如圖c,,延長(zhǎng)FE至P點(diǎn)使得FP?DB,連BP,,DP,,則四邊形DBPF為正方形,, 所以DP?BF. 取DF的中點(diǎn)N,連結(jié)EN,,又E為FP的中點(diǎn),,則EN∥DP, 所以EN?BF. 因?yàn)镸F?平面BCD,,又EN?面BCD,,所以MF?EN.  又MF?BF?F,所以EN?面BMF. 又BM?面BMF,,所以EN?BM. 因?yàn)镋N?BM當(dāng)且僅當(dāng)EN?BF,,而點(diǎn)F是唯一的,所以點(diǎn)N是唯一的. 即當(dāng)DN?

12

(即N是CD的靠近點(diǎn)D的一個(gè)四等分點(diǎn)),,EN?BM.

2

連接MN,,ME

,由計(jì)算得NB?NM?EB?EM?

所以△NMB與△EMB是兩個(gè)共底邊的全等的等腰三角形,,

如圖d所示,,取BM的中點(diǎn)G,連接EG,,NG,,

則BM?平面EGN.在平面EGN中,過點(diǎn)E作EH?GN于H,, 則EH?平面BMN.故?ENH是EN與平面BMN所成的角.  在△EGN

中,,易得EG?GN?NE?

2

△EGN是正三角形,

故?ENH?60?,,即EN與平面BMN所成角的大小為60?.                     13.湖南3.某幾何體的正視圖和側(cè)視圖均如圖1所示,,則該幾何體的俯視圖不可能是


【答案】D

【解析】本題是組合體的三視圖問題,由幾何體的正視圖和側(cè)視圖均如圖1所示知,,原圖下

面圖為圓柱或直四棱柱,,上面是圓柱或直四棱柱或下底是直角的三棱柱,,A,,B,C都可能是該幾何體的俯視圖,,D不可能是該幾何體的俯視圖,,因?yàn)樗恼晥D上面應(yīng)為如圖的矩形.

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查空間幾何體的三視圖,,考查空間想象能力.是近年高考中的熱點(diǎn)題型 14.湖南18.(本小題滿分12分)

如圖5,在四棱錐P-ABCD中,,PA⊥平面ABCD,,AB=4,BC=3,,AD=5,,∠DAB=∠ABC=90°,E是CD的中點(diǎn). (Ⅰ)證明:CD⊥平面PAE,;

來源%*中#國教~育出@版網(wǎng)(Ⅱ)若直線PB與平面PAE所成的角和PB與平面ABCD所成的角相等,,求四棱錐P-ABCD

的體積.


【解析】

解法1(Ⅰ如圖(1)),連接AC,,由AB=4,,BC?3,?ABC?90,得AC?5. 又AD?5,E是CD的中點(diǎn),,所以CD?AE.

PA?平面ABCD,CD?平面ABCD,所以PA?CD.

而PA,AE是平面PAE內(nèi)的兩條相交直線,,所以CD⊥平面PAE. (Ⅱ)過點(diǎn)B作BG??CD,分別與AE,AD相交于F,G,連接PF.

由(Ⅰ)CD⊥平面PAE知,BG⊥平面PAE.于是?BPF為直線PB與平面PAE 所成的角,,且BG?AE.

由PA?平面ABCD知,,?PBA為直線PB與平面ABCD所成的角.

AB?4,AG?2,BG?AF,由題意,知?PBA??BPF,

因?yàn)閟in?PBA?

PAPB

,sin?BPF?

BFPB

,所以PA?BF.

由?DAB??ABC?90?知,,AD//BC,又BG//CD,所以四邊形BCDG是平行四邊形,,故GD?BC?3.于是AG?2.

在RtΔBAG中,AB?4,AG?2,BG?AF,所以

AB

2


BG??BF?

BG

16?

5


于是PA?BF?

5


12

又梯形ABCD的面積為S?

1

(5?3)?4?16,所以四棱錐P?ABCD的體積為


V?

1

S?P16?33

5

5

8

.15

5


解法2:如圖(2),,以A為坐標(biāo)原點(diǎn),,AB,AD,AP所在直線分別為x軸,y軸,,z軸建立空間直角坐標(biāo)系.設(shè)PA?h,則相關(guān)的各點(diǎn)坐標(biāo)為:

A(4,0,0),B(4,0,0),C(4,3,0),D(0,5,0),E(2,4,0),P(0,0,h). ????????????

(Ⅰ)易知CD?(?4,2,0),AE?(2,4,0),AP?(0,0,h).因?yàn)?/p>

CD?AE??8?8?0?0,CD?AP?0,所以CD?AE,CD?AP.而AP,AE是平面PAE

內(nèi)的兩條相交直線,,所以CD?平面PAE.

∴四棱錐A?

BB1D1D的體積為?2?

3

16。

16.江蘇16.(2012年江蘇省14分)如圖,,在直三棱柱ABC?A1B1C1中,,A1B1?AC,D,,E11分別是棱BC,,,且AD?DE,,F(xiàn)為B1C1的中點(diǎn). CC1上的點(diǎn)(點(diǎn)D 不同于點(diǎn)C)求證:(1)平面ADE?平面BCC1B1,;         (2)直線A1F//平面ADE.


【答案】證明:(1)∵ABC?A1B1C1是直三棱柱,∴CC1?平面ABC,。                   又∵AD?平面ABC,,∴CC1?AD。

又∵AD?DE,,CC1,,DE?平面BCC1B1,CC1?DE?E,,∴AD?平面BCC1B1,。(lb ylfx)

又∵AD?平面ADE,,∴平面ADE?平面BCC1B1。              (2)∵A1B1?A1C1,,F(xiàn)為B1C1的中點(diǎn),,∴A1F?B1C1。

又∵CC1?平面A1B1C1,,且A1F?平面A1B1C1,,∴CC1?A1F。                   又∵CC1,,∴A1F?平面A1B1C1,。   B1C1?平面BCC1B1,CC1?B1C1?C1,,                  由(1)知,,AD?平面BCC1B1,∴A1F∥AD,。

又∵AD?平面ADE,  A1F?平面ADE,,∴直線A1F//平面ADE 【考點(diǎn)】直線與平面、平面與平面的位置關(guān)系,。

【解析】(1)要證平面ADE?平面BCC1B1,,只要證平面ADE上的AD?平面BCC1B1即可。它可由已知ABC?A1B1C1是直三棱柱和AD?DE證得,。

(2)要證直線A1F//平面ADE,,只要證A1F∥平面ADE上的AD即可。 17江西10.如右圖,,已知正四棱錐S?ABCD所有棱長(zhǎng)都為1,,點(diǎn)E是側(cè)棱SC上一動(dòng)點(diǎn),

過點(diǎn)E垂直于SC的截面將正四棱錐分成上,、下兩部分,,記SE?x(0?x?1),截面下面部分的體積為V(x),則函數(shù)y?V(x)的圖像大致為


10.A【解析】本題綜合考查了棱錐的體積公式,線面垂直,,同時(shí)考查了函數(shù)的思想,導(dǎo)數(shù)法解決幾何問題等重要的解題方法.  (定性法)當(dāng)0?x?度越來越快,;當(dāng)

12

12

時(shí),隨著x的增大,,觀察圖形可知,,V?x?單調(diào)遞減,且遞減的速

x?1時(shí),,隨著x的增大,,觀察圖形可知,V?x?單調(diào)遞減,,且遞減的速

度越來越慢,;再觀察各選項(xiàng)中的圖象,,發(fā)現(xiàn)只有A圖象符合.故選A.

【點(diǎn)評(píng)】對(duì)于函數(shù)圖象的識(shí)別問題,若函數(shù)y?f?x?的圖象對(duì)應(yīng)的解析式不好求時(shí),,作為選擇題,,沒必要去求解具體的解析式,不但方法繁瑣,,而且計(jì)算復(fù)雜,很容易出現(xiàn)某一步的計(jì)算錯(cuò)誤而造成前功盡棄,;再次,,作為選擇題也沒有太多的時(shí)間去給學(xué)生解答;因此,,使用定性法,,不但求解快速,而且準(zhǔn)確節(jié)約時(shí)間. 18江西19.(本題滿分12分)

在三棱柱ABC-A1B1C1中,,已知AB=AC=AA1

BC=4,,在A1在底面ABC的投影是線段BC的中點(diǎn)O。


(1)證明在側(cè)棱AA1上存在一點(diǎn)E,,使得OE⊥平面BB1C1C,,并求出AE的長(zhǎng); (2)求平面A1B1C與平面BB1C1C夾角的余弦值,。 19.(本小題滿分12分)

解:(1)證明:連接AO,,在?AOA1中,作OE?AA1于點(diǎn)E,,因?yàn)锳A1//BB1,,得OE?BB1

,

因?yàn)锳1O?平面ABC,所以A1O?BC,因?yàn)?/p>

AB?得AO?BC,所以BC?平面AA1O,所以BC?OE所以O(shè)E?平面BB1C1C, 又AO?

1,AA1?

得x

AE?

AO

2

AA?

1

5

(2)如圖所示,,分別以O(shè)A,OB,OA1所在的直線

為x,y,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,,則A(1,0,0), C(0,-2,0), A1(0.0,2),B(0,2,0)

由(1)可知AE?1????42

5AA1得點(diǎn)E的坐標(biāo)為(5,0,5

),由(1)可知平面BB1C1C的法向量是

(45,0,2

5),,設(shè)平面A1B1C的法向量n?(x,y,z),, ??????由?n?AB?0??????,得??x?2y?0??,,令y?1,,得x?2,z??1,即n?(2,1,??n?A1C?0

y?z?0?1)

所以??????????

cos?OE,n??OE?nE|?|n|

|O10即平面平面AB11C與平面BB1C1C夾角的余弦值是

10

,。

C1


19遼寧13. 一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示,,則該幾何體的表面積為             .

【命題意圖】本題主要考查簡(jiǎn)單幾何體的三視圖及其體積計(jì)算,是簡(jiǎn)單題.

【命題意圖】由三視圖知,,此幾何體為一個(gè)長(zhǎng)為4,,寬為3,,高為1的長(zhǎng)方體中心,去除一個(gè)半徑為1的圓柱,,所以表面積為 82??4?3+4?1+3??1+?2-?2=320遼寧16. 已知正三棱錐P-ABC,,點(diǎn)PA,BC

,,

球面上,若PA,PB,PC兩兩相互垂直,,則球心到截面ABC的距離為             .

【命題意圖】本題主要考查球與正三棱錐的切接問題,,是難題. 【解析】如圖所示,O為球心,,O'為截面ABC所在圓的圓心,, 設(shè)PA=PB=PC=a,PA,PB,PC兩兩相互垂直,,

AB=BC=CA

,,所以CO'=

2

2

3

,PO'=

3

,,


a=2,,解得,所

以,,+=3PO'

3?3?33????

OO'=

3


21遼寧18. (本小題滿分12分)

如圖,,直三棱柱ABC-A'B'C',?BAC=90?,,AB=AC=?AA',,點(diǎn)M,N分別為A'B和B'C'的中點(diǎn) (1)證明:MN//平面A'ACC';

(2)若二面角A'-MN-C為直二面角,,求?的值 【命題意圖】本題主要考查線面平行的判定,、二面角的計(jì)算,考查空間想象能力,、運(yùn)算求解能力,,是容易題. 【解析】(1)連結(jié)AB',AC',由已知?BAC=90?,AB=AC 三棱柱ABC-A'B'C'為直三棱柱,,

所以M為AB'中點(diǎn).又因?yàn)镹為B'C'中點(diǎn) 所以MN//AC',,又MN?平面A'ACC'

AC'?平面A'ACC',因此MN//平面A'ACC'      ??6分 (2)以A為坐標(biāo)原點(diǎn),,分別以直線AB,AC,AA'為x軸,,y軸,z軸建立直角坐標(biāo)系O-xyz,,如圖所示 設(shè)AA'=1,則AB=AC=?,, 于A?0

, ,

B?

1??所以M?,0,

2?2

設(shè)m=?x1,y1,z1

,N?,,1?,??22?

是平面A'MN

法向量,,


1?????????x-z1=01?????m?A'M=0,?22

由???????得?,,可取m=?1,-1,?? ????y+1z=0?m?MN=0

11

22

設(shè)n=?x2,y2,z2?是平面MNC的法向量,

-x+y2-z2=02????n?NC=0,?22

由??????得?,,可取n=?-3,-1,?? ?

1??y+z=0?n?MN=0

22

22

2

因?yàn)锳'-MN-C為直二面角,,所以m?n=0,即

-3+?-1???-1?+?=0,解得???12分 22全國卷大綱版4.已知正四棱柱ABCD?

A1B1C1D1中,,AB?2,CC1?E為CC1的中點(diǎn),,則直線AC1 與平面BED的距離為 A.2                B

C

D.1

答案D

【命題意圖】本試題主要考查了正四棱柱的性質(zhì)的運(yùn)用,以及點(diǎn)到面的距離的求解,。體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換與化歸的思想的運(yùn)用,,以及線面平行的距離,轉(zhuǎn)化為點(diǎn)到面的距離即可,。

【解析】因?yàn)榈酌娴倪呴L(zhǎng)為2

,高為,,且連接AC,BD,,得到交點(diǎn)為O,連接EO,,

EO//AC1,,則點(diǎn)C1到平面BDE的距離等于C到平面BDE的距離,過點(diǎn)C作CH?OE,,

則CH即為所求,,在三角形OCE中,利用等面積法,,可得CH?1,,故選答案D。 23全國卷大綱版16.三棱柱ABC?A1B1C1中,,底面邊長(zhǎng)和側(cè)棱長(zhǎng)都相等,,

BAA1??CAA1?60?,則異面直線AB1與BC1所成角的余弦值為             ,。

6

【命題意圖】本試題考查了斜棱柱中異面直線的角的求解,。用空間向量進(jìn)行求解即可。

【解析】設(shè)該三棱柱的邊長(zhǎng)為1,,依題意有AB1?AB?AA1,BC1?AC?AA1?AB,,則

2????????????2

22

|AB1|?(AB?AA1)?AB?2AB?AA1?AA1?2?2cos60??3

2????2????2????????????????????????

22

|BC1|?(AC?AA1?AB)?AC?AA1?AB?2AC?AA1?2AC?AB?2AA1?AB?2

而AB1?BC1?(AB?AA1)?(AC?AA1?AB)

|PD?m|1??,所以PD與平面PBC所成角為. 所成角的正弦值為6|PD|?|m|2

【點(diǎn)評(píng)】試題從命題的角度來看,,整體上題目與我們平時(shí)練習(xí)的試題和相似,,底面也是特殊

的菱形,一個(gè)側(cè)面垂直于底面的四棱錐問題,那么創(chuàng)新的地方就是點(diǎn)E的位置的選擇是一般的三等分點(diǎn),,這樣的解決對(duì)于學(xué)生來說就是比較有點(diǎn)難度的,,因此最好使用空間直角坐標(biāo)系解決該問題為好。

25山東(14)如圖,,正方體ABCD-A1B1C1D1的棱長(zhǎng)為1,,E,F分別為線段AA1,B1C上的點(diǎn),則三棱錐D1-EDF的體積為____________,。


解析:VD

1?

EDF

VF?D1DE?

13

1?

12

1?1?

16

.

F

E26山東(18)(本小題滿分12分)

在如圖所示的幾何體中,,四邊形ABCD是等腰梯形,  AB?CD,?DAB?60?,FC?平面ABCD,AE?BD,,  CB?CD?CF.

(Ⅰ)求證BD?平面AED,; (Ⅱ)求二面角F?BD?C的余弦值.


(18)(Ⅰ)證明:因?yàn)樗倪呅蜛BCD為等腰梯形,AB?CD,,?DAB?60?,,                  所以 ?ADC??BCD?120?.                  又 CB?CD,                  所以 ?CDB?30?

因此 ?ADB?90?,,AD?BD,,

又 AE?BD,且AE?AD?A,,AE,AD?平面AED,,                  所以 BD?平面AED.       (Ⅱ)解法一:

由(I)知AD?BD,所以AC?BC,,又FC?平面ABCD,,

ACB

因此 CA,CB,CF兩兩垂直.以C為坐標(biāo)原點(diǎn),分別以CA,CB,CF所在

的直

線為x軸,,y軸,,z軸建立空間直角坐標(biāo)系,不妨設(shè)CB?1,,則,,

C(0,0,0,,?,0),,F(xiàn)(0,0,1),, )B

(0,1,0),D(????            因此

BD?(

2

,?,0),,BF?(0,?1,1).

2

設(shè)平面BDF的一個(gè)法向量為m?(x,y,z),,

則 m?BD?0,m?BF?0,,             所以

x??,,取z?1,             則

m?(,1,1).

又平面BDC的法向量可以取為n?(0,0,1),             所以

cos?m,n????

|m||n|

,,             所以二面角F?BD?

C.

解法二:

取BD的中點(diǎn)G,,連結(jié)CG,FG,由于CB?CD,,

所以CG?BD.

又FC?平面ABCD,,BD?平面ABCD,

所以FC?BD.

由于FC?CG?C,,F(xiàn)C,CG?平面FCG,,

所以BD?平面FCG,故BD?FG. 所以?FGC為二面角F?BD?C的平面角.

在等腰三角形BCD中,,由于?BCD?120?,,             因此CG?CB,又CB?CF,,

2

所以CF??G,,             故

cos?FGC?

, 因此 二面角F?BD?

C.

27陜西5. 如圖,在空間直角坐標(biāo)系中有直三棱柱ABC?A1B1C1,,CA?CC1?2CB,,則直線BC1與直線AB1夾角的余弦值為(      )

5

335

A

.        B

C

5

D.

【解析】設(shè)CB?1,則AB1???2,2,1?,,BC1??0,2,?1?,,



則cos?AB1,BC1??

55

,,故選A

28陜西18. (本小題滿分12分)

(1)如圖,,證明命題“a是平面?內(nèi)的一條直線,b是?外的一條直線(b不垂直于?),,c是直線b在?上的投影,,若a?b,則a?c”為真.

(2)寫出上述命題的逆命題,,并判斷其真假(不需要證明)


【解析】(Ⅰ)證法一  如圖,,過直線b上一點(diǎn)作平面?的垂線n,設(shè)直線a,,b,,c,n的方向向量分別是a,,b,,c,n,,則b,,c,n共面.根據(jù)平面向量基本定理,存在實(shí)數(shù)?,,?使得c??b??n,,則a?c?a?(?b??n)??(a?b)??(a?n),因?yàn)?/p>

a?b,,所以a?b?0,,

又因?yàn)閍??,n??,,所以a?n?0,,故a?c?0,從而a?c .

證法二   如圖,,記c?b?A,P為直線b上異于點(diǎn)A的任意一點(diǎn),,過P作PO??,垂足為O,則O?c.?PO??,a??,?直線PO?a,,又a?b,,b?平面

PAO,PO?b?P,?a?平面PAO,又c?平面PAO,,  ?a?c.

(Ⅱ)逆命題為:a是平面?內(nèi)的一條直線,,b是平面?外的一條直

線(b不垂直于?),c是直線b在?上的投影,,若a?b,,則a?c.逆命題為真命題 29上海8.若一個(gè)圓錐的側(cè)面展開圖是面積為2?的半圓面,則該圓錐的體積為        .

3?3

【答案】

1

2

【解析】根據(jù)該圓錐的底面圓的半徑為r,,母線長(zhǎng)為l,,根據(jù)條件得到?l?2?,解得母

2

線長(zhǎng)l?2,,2?r??l?2?,r?1所以該圓錐的體積為

V圓錐?

13

Sh?

13

2?1??

22

33

.

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查空間幾何體的體積公式和側(cè)面展開圖.審清題意,,所求的為體積,不是其他的量,,分清圖形在展開前后的變化,;其次,對(duì)空間幾何體的體積公式要記準(zhǔn)記牢 30上海14.如圖,,AD與BC是四面體ABCD中互相垂直的棱,,BC?2,若AD?2c,, 且AB?BD?AC?CD?2a,,其中a、c為常數(shù),,則四面體ABCD的體積的最 大值是       . 【答案】

23

ca?c?1

2

2

【解析】據(jù)題AB?BD?AC?CD?2a,,也就是說,,線段

AB?BD與線段AC?CD的長(zhǎng)度是定值,因?yàn)槔釧D與棱BC互

相垂直,,當(dāng)BC?平面ABD時(shí),,此時(shí)有最大值,此時(shí)最大值為:

23

ca?c?1.

2

2

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查空間四面體的體積公式,、空間中點(diǎn)線面的關(guān)系.本題主要考慮根據(jù)已知條件構(gòu)造體積表達(dá)式,,這是解決問題的關(guān)鍵,本題綜合性強(qiáng),,運(yùn)算量較大.屬于中高檔試題.

31上海19.如圖,,在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形,, PA⊥底面ABCD,,E是PC的中點(diǎn).已知AB=2, AD=22,,PA=2.求:

(1)三角形PCD的面積,;(6分)

(2)異面直線BC與AE所成的角的大小.(6分)

[解](1)因?yàn)镻A⊥底面ABCD,所以PA⊥CD,,又AD⊥CD,,所以CD⊥平面PAD,          從而CD⊥PD.                                            ……3分          因?yàn)镻D=2?(22)?23,,CD=2,,

所以三角形PCD的面積為1.

2?23?232

(2)[解法一]如圖所示,建立空間直角坐標(biāo)系,,          則B(2, 0, 0),,C(2, 22,0),E(1, 2, 1),,

AE?(1,2,1),,BC?(0,22,0).    ……8         設(shè)AE與BC的夾角為?,,則

4?22,,?=?          cos??. 42?22          由此可知,異面直線BC與AE所成的角的大小是?          ……12分 4          [解法二]取PB中點(diǎn)F,,連接EF,、AF,則           EF∥BC,,從而∠AEF(或其補(bǔ)角)是異面直線           BC與AE所成的角       ……8分

在?AEF中,,由EF=2、AF=2,、AE=2

知?AEF是等腰直角三角形,,           所以∠AEF=?.  4

2

2

y

E

因此異面直線BC與AE所成的角的大小是?                ……12分 4

【點(diǎn)評(píng)】本題主要考查直線與直線,、直線與平面的位置關(guān)系,考查空間想象能力和推理論證能力.綜合考查空間中兩條異面直線所成的角的求解,,同時(shí)考查空間幾何體的體積公式的運(yùn)用.本題源于《必修2》立體幾何章節(jié)復(fù)習(xí)題,,復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)注重課本,容易出現(xiàn)找錯(cuò)角的情況,,要考慮全面,,考查空間想象能力,屬于中檔題. 32四川6,、下列命題正確的是(    )

A,、若兩條直線和同一個(gè)平面所成的角相等,則這兩條直線平行

B,、若一個(gè)平面內(nèi)有三個(gè)點(diǎn)到另一個(gè)平面的距離相等,,則這兩個(gè)平面平行 C、若一條直線平行于兩個(gè)相交平面,,則這條直線與這兩個(gè)平面的交線平行 D,、若兩個(gè)平面都垂直于第三個(gè)平面,則這兩個(gè)平面平行

[答案]C

[解析]若兩條直線和同一平面所成角相等,,這兩條直線可能平行,,也可能為異面直線,也可能相交,,所以A錯(cuò),;一個(gè)平面不在同一條直線的三點(diǎn)到另一個(gè)平面的距離相等,則這兩個(gè)平面平行,,故B錯(cuò),;若兩個(gè)平面垂直同一個(gè)平面兩平面可以平行,也可以垂直,;故D錯(cuò),;故選項(xiàng)C正確.

[點(diǎn)評(píng)]本題旨在考查立體幾何的線、面位置關(guān)系及線面的判定和性質(zhì),,需要熟練掌握課本基礎(chǔ)知識(shí)的定義,、定理及公式.

33四川0、如圖,,半徑為R的半球O的底面圓O在平面?內(nèi),,過點(diǎn)O作平面?的垂線交半球面于點(diǎn)A,過圓O的直徑CD作平面?成45?角的平面與半球面相交,,所得交線上到平面?的距離最大的點(diǎn)為B,,該交線上的一點(diǎn)P滿足?BOP?60?,則A,、P兩點(diǎn)間的球面距離為(    )

A

,、Rarccos

4

B,、

R

4


C、

Rarccos

3

D,、

R

3


[答案]A

[解析] 以O(shè)為原點(diǎn),,分別以O(shè)B、OC,、OA所在直線為x,、y、z軸,,

則A(

22

R,0,

22

R),P(

12R,

32

R,0)


COS?AOP?

AO?POR

2

24


AOP?arccos

24


(2)過D作DE?AP于E,,連接CE.      由已知可得,CD?平面PAB. 根據(jù)三垂線定理可知,,CE⊥PA,,


所以,?CED為二面角B—AP—C的平面角. 由(1)知,,DE=3 在Rt△CDE中,,tan?CED?

CDDE

2

故二面角B—AP—C的大小為arctan2……………………………12分

[點(diǎn)評(píng)]本小題主要考查線面關(guān)系、直線與平面所成的角,、二面角等基礎(chǔ)知識(shí),,考查思維能力、空間想象能力,,并考查應(yīng)用向量知識(shí)解決數(shù)學(xué)問題的能力.

36天津(10)―個(gè)幾何體的三視圖如圖所示(單位:m),,則該幾何體的體積為m

3.


10.18+9?

【命題意圖】本試題主要考查了簡(jiǎn)單組合體的三視圖的畫法與體積的計(jì)算以及空間想象能力.

【解析】由三視圖可該幾何體為兩個(gè)相切的球上方了一個(gè)長(zhǎng)方體組成的組合體,所以其體積為:V=3?6?1+2?37天津

(17)(本小題滿分13分)如圖,,在四棱錐P?ABCD中,,PA丄平面ABCD,

AC丄AD,,AB丄BC,,?BAC?45?,PA=AD=2,,AC=1.

43

32

()=18+9?m.

33

P

(Ⅰ)證明:PC丄AD,;

(Ⅱ)求二面角A?PC?D的正弦值;

(Ⅲ)設(shè)E為棱PA上的點(diǎn),,滿足異面直線BE與CD所成的角為30,,

求AE的長(zhǎng).

【命題意圖】本試題主要考查了 【參考答案】

(1)以AD,AC,AP為x,y,z正半軸方向,,建立空間直角左邊系A(chǔ)?xyz


C

D

則D(2,0,0),C(0,1,0),B(?

,        PC?(0,1?

11

,,0),P(0,0,2) 22????????????2A),D?(2,0?,0P)?CAD??0PC? AD

(2)PC?(0,1,?2),CD?(2,?1,0),,設(shè)平面PCD的法向量n?(x,y,z)

y?2z?0?y?2z?n?PC?0

則?????? 取z?1?n?(1,2,1) ????

2x?y?0?x?z??n?CD?0????

PAC的法向量        AD?(2,0,是平面0)

AD?n

cos?ADn,????

6ADn

s?inADn??,

6


得:二面角A?PC?

D的正弦值為

6


11

(3)設(shè)AE?h?[0,2];則AE?(0,0,2),,BE?(,?,h),CD?(2,?1,0)

22

BE?CD

cos?BE,CD??? ?h

即AE?

21010BEC【點(diǎn)評(píng)】試題從命題的角度來看,,整體上題目與我們平時(shí)練習(xí)的試題相似,,但底面是非特殊

的四邊形,一直線垂直于底面的四棱錐問題,,那么創(chuàng)新的地方就是第三問中點(diǎn)E的位置是不確定的,,需要學(xué)生根據(jù)已知條件進(jìn)行確定,如此說來就有難度,,因此最好使用空間直角坐標(biāo)系解決該問題為好.

38新課標(biāo)(7)如圖,,網(wǎng)格紙上小正方形的邊長(zhǎng)為1,粗線畫出的

是某幾何體的三視圖,,則此幾何體的體積為(    )

(A)6     (B) 9      (C)??       (D)??

【解析】選B

該幾何體是三棱錐,,底面是俯視圖,高為3      此幾何體的體積為V?

6?3?3?9

32

39新課標(biāo)(11)已知三棱錐S?ABC的所有頂點(diǎn)都在球O的求面上,,?ABC是邊長(zhǎng)為1的

1

1

正三角形,,

SC為球O的直徑,且SC?2,;則此棱錐的體積為(    )

(A)

6

(B

)

6

(C

)

3

(D)

2


【解析】選A

ABC的外接圓的半徑r?

3

,,點(diǎn)O到面ABC

的距離d??

3


SC為球O的直徑?點(diǎn)S到面ABC

的距離為2d?

36


此棱錐的體積為V?

13

S?ABC?2d?

13

4

3


另:V?

13

S?ABC?2R?

6

排除B,C,D

40新課標(biāo)(19)(本小題滿分12分)

如圖,直三棱柱ABC?A1B1C1中,,AC?BC?

D是棱AA1的中點(diǎn),,DC1?BD

12

AA1,

(1)證明:DC1?BC

(2)求二面角A1?BD?C1的大小,。 【解析】(1)在Rt?DAC中,,AD?AC             得:?ADC?45?

           同理:?A1DC1?45??CDC1?90

得:DC1?DC,DC1?BD?DC1?面BCD?DC1?BC     (2)DC1?BC,CC1?BC?BC?面ACC1A1?BC?AC

取A1B1的中點(diǎn)O,過點(diǎn)O作OH?BD于點(diǎn)H,,連接C1O,C1H

     A1C1?B1C1

C1O?CH?

ABA1B1C1?面A1BD?C1O?面A1BD ,,面1

BD 得:點(diǎn)H與點(diǎn)D重合

OH?BD?

1

且?C1DO是二面角A1?BD?C1的平面角

2

設(shè)AC?

a,則C1O?

,,C1D?

2C1O??C1DO?30

既二面角A1?BD?C1的大小為30

41浙江10.已知矩形ABCD,,AB=1,BC

ABD沿矩形的對(duì)角線BD所在的直線進(jìn)行翻著,,在翻著過程中,,

A.存在某個(gè)位置,使得直線AC與直線BD垂直

B.存在某個(gè)位置,,使得直線AB與直線CD垂直 C.存在某個(gè)位置,,使得直線AD與直線BC垂直

D.對(duì)任意位置,三直線“AC與BD”,,“AB與CD”,,“AD與BC”均不垂直 【答案】B

[來源學(xué)科網(wǎng)]

42浙江11.已知某三棱錐的三視圖(單位:cm)如圖所示,三

棱錐的體積等于___________cm3.

【解析】觀察三視圖知該三棱錐的底面為一直角三角 形,,右側(cè)面也是一直角三角形.故體積等于

12

3?1?2?

13?1.

則該

【答案】1

43浙江20.(本小題滿分15分)如圖,,在四棱錐P—ABCD

中,,底面是邊長(zhǎng)為的菱形,且∠BAD=120°,,且PA⊥平面ABCD,,PA

=M,N分別為PB,,PD的中點(diǎn).

(Ⅰ)證明:MN∥平面ABCD,;

(Ⅱ) 過點(diǎn)A作AQ⊥PC,垂足為點(diǎn)Q,,求二面角A—MN—Q的平面角的余弦值. 【解析】本題主要考察線面平行的證明方法,,建系求二面角等知識(shí)點(diǎn)。 (Ⅰ)如圖連接BD.

[來源Z+xx+k.Com]


∵M(jìn),,N分別為PB,,PD的中點(diǎn), ∴在?PBD中,,MN∥BD. 又MN?平面ABCD,, ∴MN∥平面ABCD; (Ⅱ)如圖建系:

A(0,,0,,0),P(0,,0

,,,M

(?N

(0,,6),,C

3,0).

設(shè)Q(x,,y,,z)

,則CQ?(x?y?3,,z),,CP?(?3,.

∵CQ??CP?(,,?3?,,

),∴Q????????由OQ?CP

OQ?CP?0

132

,,,,6),

2

3

,3?3?,,)

3

3?

,,得:?

即:Q2.

對(duì)于平面AMN:設(shè)其法向量為n?(a,,b,,c).

33

,,6),AN?(3,0,6). 22

∵AM?(?

則.  ∴n?(-2,?6,1)

因A1D為A1C在面A1ABB1上的射影,又已知AB1?A1C,,由三垂線定理的逆定理得都與?B1AB互余,,因此?A1AB1??A1DA,所以AB1?A1D,,從而?A1AB1,?ADA1

Rt?AAD?1

R?t1B1A,,因此,A

AA1AD

A1B1AA1

,即AA12?AD?A1B1?8,

得AA1?

從而A1D??所以,,在Rt?

A1DD1中,,cosA1DD1?

DD1?

AA1?


A1D

A1D

3

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