内容正文:
一、系统认知·形成数学思维
(一)贯通知识体系和联系
(二)把握数学思想和方法
1.在研究直观图的画法,求几何体的表面积和体积以及在判断空间几何体的点、线、面的位置关系,直线与直线、直线与平面、平面与平面的平行与垂直关系的证明中,根据图形运算求解或证明体现了数形结合的思想.
2.在本章中化归思想无处不在,解决空间问题的基本思想就是将空间问题转化为平面问题解决,如平面图形与直观图形的互化,“要证线面平行,先证线线平行” “要证面面平行,先证线面平行” “要证线面垂直,先证线线垂直” “要证面面垂直,先证线面垂直”,求二面角的大小,应先化为平面角的大小,求线面角,应化为求直线与其平面内的射影的夹角,求异面直线的夹角,应化为求其平行线的夹角.都体现了转化与化归思想.
3.在立体几何中,求几何体的棱长、角、底面半径,常用方程思想;求一些几何体的面积或体积的最值时,一般要先表示出其面积和体积,常常要用到函数的思想.
二、把握重点·常考题型集训
题型一 空间点、线面位置关系的判定
1.设a,b是平面α内两条不同的直线,l是平面α外的一条直线,则“l⊥a,l⊥b”是“l⊥α”的 ( )
A.充要条件 B.充分不必要条件
C.必要不充分条件 D.既不充分也不必要条件
2.正方体ABCD-A1B1C1D1中,E,F分别是线段BC,CD1的中点,则直线A1B与直线EF的位置关系是 ( )
A.相交 B.异面
C.平行 D.垂直
解析:如图所示,直线A1B与直线外一点E确定的平面为A1BCD1,
EF⊂平面A1BCD1,且两直线不平行,故两直线相交.
答案:A
3.(多选)下列命题正确的是 ( )
A.直线上有两点到平面的距离相等,则此直线与平面平行
B.夹在两个平行平面间的两条异面线段的中点连线平行于这两个平面
C.直线m⊥平面α,直线n⊥直线m,则n∥α
D.a,b是异面直线,则存在唯一的平面α,使它与a,b都平行且与a,b的距离相等
解析:直线上有两点到平面的距离相等,则此直线可能与平面平行,也可能和平面相交;直线m⊥平面α,直线m⊥直线n,则直线n可能平行于平面α,也可能在平面α内,因此选项A、C为假命题.易知选项B、D为真命题.
答案:BD
4.(2019·北京高考)已知l,m是平面α外的两条不同直线.给出下列三个论断:
①l⊥m; ②m∥α; ③l⊥α.
以其中的两个论断作为条件,余下的一个论断作为结论,写出一个正确的命题:________________________.
解析:已知l,m是平面α外的两条不同直线,
由①l⊥m与②m∥α,不能推出③l⊥α,因为l可以与α平行,也可以相交不垂直;
由①l⊥m与③l⊥α能推出②m∥α;
由②m∥α与③l⊥α可以推出①l⊥m.
故正确的命题是②③⇒①或①③⇒②.
答案:若m∥α且l⊥α,则l⊥m成立(或若l⊥m,l⊥α,则m∥α)
题型二 空间中的平行关系
1.(多选)在正方体ABCD-A1B1C1D1中,下列直线或平面与平面ACD1平行的是
( )
A.直线A1B B.直线BB1 C.平面A1DC1 D.平面A1BC1
解析:如图,由A1B∥D1C,且A1B⊄平面ACD1,D1C⊂平面ACD1,
故直线A1B与平面ACD1平行,故A正确;
BB1∥DD1,DD1与平面ACD1相交,故直线BB1与平面ACD1相交,
故B错误;
由图,显然平面A1DC1与平面ACD1相交,故C错误;
由A1B∥D1C,AC∥A1C1,且A1B∩A1C1=A1,AC∩D1C=C,
故平面A1BC1与平面ACD1平行,故D正确.
答案:AD
3.如图所示,在直四棱柱ABCD-A1B1C1D1中,底面ABCD是梯形,
AB∥CD,CD=2AB,P,Q分别是CC1,C1D1的中点,求证:
平面AD1C∥平面BPQ.
∵Q,P分别为D1C1,C1C的中点,∴QP∥D1C.
同理可得D1C∥平面BPQ,
又D1C∩D1A=D1,D1C⊂平面AD1C,D1A⊂平面AD1C,
∴平面AD1C∥平面BPQ.
4.已知M,N分别是底面为平行四边形的四棱锥P-ABCD的棱AB,PC的中点,平面CMN与平面PAD交于PE,求证:
(1)MN∥平面PAD;
(2)MN∥PE.
证明:(1)如图,取DC的中点Q,连接MQ,NQ.
∵NQ是△PDC的中位线,
∴NQ∥PD.
∵NQ⊄平面PAD,PD⊂平面PAD,
∴NQ∥平面PAD.
∵M是AB的中点,四边形ABCD是平行四边形,
∴MQ∥AD.
∵MQ⊄平面PAD,AD⊂平面PAD,
∴MQ∥平面PAD.
∵MQ∩NQ=Q,MQ⊂平面MNQ,NQ⊂平面MNQ,
∴平面MNQ∥平面PAD.
∵MN⊂平面MNQ,∴MN∥平