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第二部分 专题7 立体几何
数学(文)区块练—高考真题分类2016-2020
专题7 立体几何
第二部分 专题7 立体几何
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1.[2020·全国卷Ⅱ·16]设有下列四个命题:
p1:两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内.
p2:过空间中任意三点有且仅有一个平面.
p3:若空间两条直线不相交,则这两条直线平行.
p4:若直线l⊂平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l.
则下述命题中所有真命题的序号是________.
①p1∧p4 ②p1∧p2 ③綈p2∨p3 ④綈p3∨綈p4
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【答案】 ①③④ 【考查目标】 本题主要考查复合命题的真假判断、空间直线与平面的位置关系,考查的核心素养是逻辑推理、直观想象.
【思维导图】
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【解析】 解法一 对于p1,由题意设直线l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C,则由l1∩l2=A,知l1,l2共面,设此平面为α,则由B∈l2,l2⊂α,知B∈α,由C∈l1,l1⊂α,知C∈α,所以l3⊂α,所以l1,l2,l3共面于α,所以p1是真命题;对于p2,当A,B,C三点不共线时,过A,B,C三点有且仅有一个平面,当A,B,C三点共线时,过A,B,C三点不共线时,过A,B,C三点有且仅有一个平面,当A,B,C三点共线时,过A,B,C的平面有无数个,所以p2是假命题,綈p2是真命题;
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对于p3,若空间两条直线不相交,则这两条直线可能平行,也可能异面,所以p3是假命题,綈p3是真命题;对于p4,若直线l⊂平面α,直线m⊥平面α,则m⊥l,所以p4是真命题,綈p4是假命题.故p1∧p4为真命题,p1∧p2为假命题,綈p2∨p3为真命题,綈p3∨綈p4为真命题.综上可知,真命题的序号是①③④.
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解法二 对于p1,由题意设直线l1∩l2=A,l2∩l3=B,l1∩l3=C,则A,B,C三点不共线,所以此三点确定一个平面α,则A∈α,B∈α,C∈α所以直线AB⊂α,BC⊂α,CA⊂α,即l1⊂α,l2⊂α,l3⊂α,所以p1是真命题;以下同解法一.
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【易错警示】 解答本题时的易错点:(1)判断命题p2时,忽视三点在同一条直线上的情况,从而误认为p2是真命题;(2)判断命题p3时,忽视两直线不一定在同一平面内,而误认为两条直线不是相交就是平行,从而误认为p2是真命题.
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2.[2020·全国卷Ⅲ·16]已知圆锥的底面半径为1,母线长为3,则该圆锥内半径最大的球的体积为________.
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【答案】 eq \f(\r(2),3)π 【考查目标】 本题主要考查球的体积、圆锥的结构特征等知识,考查的核心素养是直观想象、逻辑推理、数学建模、数学运算.
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解法一 如图,在圆锥的轴截面ABC中,CD⊥AB,BD=1,BC=3,圆O内切于△ABC,E为切点,连接OE,则OE⊥BC.在Rt△BCD中,CD=eq \r(BC2-BD2)=2eq \r(2).易知BE=BD=1,则CE=2.设圆锥的内切球半径为R,则OC=2eq \r(2)-R,在Rt△COE中,OC2-OE2=CE2,即(2eq \r(2)-R)2-R2=4,所以R=eq \f(\r(2),2),圆锥内半径最大的球的体积为eq \f(4,3)πR3=eq \f(\r(2),3)π.
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解法二 如图,记圆锥的轴截面为△ABC,其中AC=BC=3,AB=2,CD⊥AB,在Rt△BCD中,CD=eq \r(BC2-BD2)=2eq \r(2),则S△ABC=2eq \r(2).设△ABC的内切圆O的半径为R,则R=eq \f(2×S△ABC,3+3+2)=eq \f(\r(2),2),所以圆锥内半径最大的球的体积为eq \f(4,3)πR3=eq \f(\r(2),3)π.
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