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押第18题 立体几何
立体几何解答题是高考全国卷必考题,难度中等,一般分2问,第1问大多考查平行或垂直的证明,第2问主要考查求几何体的表面积、体积或距离问题,对于线面位置关系的证明,步骤不规范是失分的主要原因,对于求几何体的表面积、体积或距离问题,运算错误是失分的主要原因,预测2021年在解答题中仍会考查线面位置关系的证明及求几何体的表面积、体积或距离问题.
1.判断或证明线面平行的常用方法
(1)利用线面平行的定义(无公共点);
(2)利用线面平行的判定定理(a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α);
(3)利用面面平行的性质定理(α∥β,a⊂α⇒a∥β);
(4)利用面面平行的性质(α∥β,a⊄α,a⊄β,a∥α⇒a∥β).
2.证明面面平行的方法
(1)面面平行的定义;
(2)面面平行的判定定理:如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面,那么这两个平面平行;
(3)利用垂直于同一条直线的两个平面平行;
(4)两个平面同时平行于第三个平面,那么这两个平面平行;
(5)利用“线线平行”、“线面平行”、“面面平行”的相互转化.
3.线面平行的应用
利用线面平行的性质,可以实现与线线平行的转化,尤其在截面图的画法中,常用来确定交线的位置,对于最值问题,常用函数思想来解决.
4.证明线面垂直的常用方法及关键
(1)证明直线和平面垂直的常用方法有:①判定定理;②垂直于平面的传递性(a∥b,a⊥α⇒b⊥α);③面面平行的性质(a⊥α,α∥β⇒a⊥β);④面面垂直的性质.
(2)证明线面垂直的关键是证线线垂直,而证明线线垂直则需借助线面垂直的性质.因此,判定定理与性质定理的合理转化是证明线面垂直的基本思想.
5.面面垂直
(1)判定面面垂直的方法
①面面垂直的定义;
②面面垂直的判定定理(a⊥β,a⊂α⇒α⊥β).
(2)在已知平面垂直时,一般要用性质定理进行转化.
在一个平面内作交线的垂线,转化为线面垂直,然后进一步转化为线线垂直.
6.证明线面位置关系应注意的问题
(1)线面平行、垂直关系的证明问题的指导思想是线线、线面、面面关系的相互转化,交替使用平行、垂直的判定定理和性质定理;
(2)线线关系是线面关系、面面关系的基础.证明过程中要注意利用平面几何中的结论,如证明平行时常用的中位线、平行线分线段成比例;证明垂直时常用的等腰三角形的中线等;
(3)证明过程一定要严谨,使用定理时要对照条件、步骤书写要规范.
7. 空间几何体表面积的求法
(1)多面体的表面积是各个面的面积之和;组合体的表面积注意衔接部分的处理.
(2)旋转体的表面积问题注意其侧面展开图的应用.
8. 空间几何体体积问题的常见类型及解题策略
(1)若所给定的几何体是可直接用公式求解的柱体、锥体或台体,则可直接利用公式进行求解.
(2)若所给定的几何体的体积不能直接利用公式得出,则常用转换法、分割法、补形法等方法进行求解.
(3)若以三视图的形式给出几何体,则应先根据三视图得到几何体的直观图,然后根据条件求解.
9. 补形法与等积法
“补形法”是立体几何中一种常见的重要方法,在解题时,把几何体通过“补形”补成一个完整的几何体或置于一个更熟悉的几何体中,巧妙地破解空间几何体的体积等问题,常见的补形法有对称补形、联系补形与还原补形,对于还原补形,主要涉及台体中“还台为锥”,将不规则的几何体补成规则的几何体等.等积法主要用来求三棱锥的体积或高
10.解决立体几何中的探索性问题的步骤:
第一步:写出探求的最后结论;
第二步:证明探求结论的正确性;
第三步:给出明确答案;
第四步:反思回顾,查看关键点、易错点和答题规范.
1.(2020年高考全国Ⅰ卷文)如图,
为圆锥的顶点,
是圆锥底面的圆心,
是底面的内接正三角形,
为
上一点,∠APC=90°.
(1)证明:平面PAB⊥平面PAC;
(2)设DO=
,圆锥的侧面积为
,求三棱锥P−ABC的体积.
【解析】(1)连接
,
为圆锥顶点,
为底面圆心,
平面
,
在
上,
,
是圆内接正三角形,
,
,
,即
,
平面
平面
,
平面
平面
;
(2)设圆锥的母线为
,底面半径为
,圆锥的侧面积为
,
,解得
,
,
在等腰直角三角形
中,
,
在
中,
,
三棱锥
的体积为
.
2.(2020年高考全国II卷文)如图,已知三棱柱ABC–A1B1C1的底面是正三角形,侧面BB1C1C是矩形,M,N分别为BC,B1C1的中点,P为AM上一点.过B1C1和P的平面交AB于E,交AC于F.
(1)证明:AA1//MN,且平面A1AMN⊥平面EB1C1F;
(2)设O为△A1B1C1的中心,若AO=AB=6,AO//平面EB1C1F,且∠MPN=
,求四棱锥B–EB1C1F的体积.
【解析】(1)
EMBED Equation