内容正文:
专题07 立体几何
1.三视图:理解实物或空间图形的正视图、俯视图、左视图。
2.空间图形的画法:初步掌握画空间图形的直观图的斜二测法。
3.直棱柱、正棱锥的表面积:了解多面体及棱柱、棱锥的有关概念;理解 直棱柱、正棱锥的侧面展开图;掌握直棱柱、正棱锥的侧面积公式。
4.圆柱、圆锥、球的表面积:了解旋转体及圆柱、圆锥、球的有关概念;理解圆柱、圆锥的侧面展开图;掌握圆柱、圆锥的侧面积公式,了解球的表面积公式。
5.柱、锥、球的体积:理解柱、锥的体积公式,了解球的体积公式。
6.平面的基本性质:了解平面的概念;理解平面性质的三个公理;了解空间中点、线、面关系的符号表示。
7.直线与直线的位置关系:理解空间中直线与直线的位置关系;理解异面直线的定义及判定方法;了解异面直线所成的角的概念;理解异面直线垂直的判 定方法。
8.直线与平面的位置关系:理解空间中直线与平面的位置关系;了解直线与平面所成的角的概念;理解直线与平面平行、直线与平面垂直的判定定理和性 质定理。
9.平面与平面的位置关系:理解空间中平面与平面的位置关系;了解二面角及二面角的平面角的概念;理解平面与平面平行、平面与平面垂直的判定定理 和性质定理。
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考点01 简单几何体的表面积与体积
1.(2019年职教师资和高职班对口考试)已知球的半径为6cm,则它的体积为( )
A. B. C. D.
2.(2016年职教师资和高职班对口考试)底面半径为2,高为3的圆锥的体积为____.
3.(2015年职教师资和高职班对口考试)已知正四棱锥的高为3,底面边长为,则该棱锥的体积为( )
A.6 B.3 C.2 D.
考点02 直线与直线的位置关系
1.(2024年对口高考)如图,已知四棱锥的底面为长方形,底面,为的中点.
(1)证明:;
(2)求二面角的正切值.
2. (2023四川对口招生)如图,在正方体中,为的中点,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求异面直线与所成角的大小.
3. (2020年职教师资和高职班对口考试)如图,在三核柱ABC- A1B1C1中,侧校AA1⊥底面ABC,⊿ABC是正三角形,AB=AA1=1,D为AC的中点。
(Ⅰ)证明: BD1⊥AC1;
(Ⅱ)求三棱柱ABC- A1B1C1的体积.
A
C1
C
B1
B
A1
D
4.(2018年职教师资和高职班对口考试)如图,在四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=1,E为线段PB的中点.
(1)求四棱锥P-ABCD的体积;
(2)证明:BD⊥CE.
P
E
D
C
B
A
考点03 直线与平面的位置关系
1.(2021年职教师资和高职班对口考试)下列命题中不正确的是( )
A.如果一条直线垂直于一个平面内的两条垂直直线,那么这条直线垂直于这个平面
B.如果一条直线垂直于一个平面内的两条相交直线,那么这条直线垂直于这个平面
C.如果一条直线垂直于一个平面内的任何一条直线,那么这条直线垂直于这个平面
D.如果一条直线垂直于一个平面内的两条平行直线,那么这条直线垂直于这个平面
2.(2021年职教师资和高职班对口考试)如图,B , C为圆锥AO底面圆周上的两点,E ,F分别为AB , BC的中点.
(I)证明:EF//平面ACO;
(II)若圆锥底面半径为1,母线的长为,二面角B-AO-C的大小为,求点O到平面ABC的距离.
3.(2019年职教师资和高职班对口考试)如图,已知在长方体中,,,,E为的中点.
(Ⅰ)证明:平面BDE;
(Ⅱ)求与平面ABCD所成的角的大小.
4.(2017年职教师资和高职班对口考试)如图,在正方体中,为线段的中点.
(Ⅰ)证明:直线平面;
(Ⅱ)证明:直线平面.(12分)
5.(2016年职教师资和高职班对口考试)如图,AB为圆柱OO的母线,AB为底面圆O的直径,点C在圆O上,且BC=AC.
(I)证明:BC平面ACD;
(II)求二面角B-AD-C的大小.
6.(2015年职教师资和高职班对口考试)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长为,底面Rt△ABC中,AC⊥AB,AB=AC=,D为BC的中点.
(I)证明:AD⊥平面BCC1B1;
(II)求二面角C1-AD-C的大小.
考点04 平面与平面的位置关系
1. (2024年对口高考)设是三个不同的平面,是两条不同的直线.给出下列四个命题:( )
①若,则. ②若,则.
③若,则. ④若,则.
其中正确命题的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
2. (2023四川对口招生)设,是两个不同的平面,,是两条不同的直线,则下列命题中的真命题是( )
A.如果,,,那么 B.如果,,那么
C.如果,,,那么 D.如果,,那么
3(2022年职教师资和高职班对口考试)设,是两个不同的平面,,是两条不同的直线.则下面四个命题正确的个数是( )
①若,,,则; ②若,,,则;
③若,,,则; ④若,,,则
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
4.(2022年职教师资和高职班对口考试)在四棱锥中,,,,,平面.
(Ⅰ)证明:平面平面;
(Ⅱ)求二面角的正切值.
5.(2020年职教师资和高职班对口考试)设a,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,则下列命题中正确的是( )
A.
如果ma, na, m//β, n//β,那么a//β B. 如果a//β, ma, nβ,那么m//n
C. 如果m⊥a,m⊥n,那么n⊥a D. 如果n⊥a,n//m,那么m⊥a
6.(2018年职教师资和高职班对口考试)设α,β是两个不同的平面,l,m为两条不同的直线,给出下列三个命题:①.若l⊥α,m⊥α,则l∥m. ②.若α∥β,l∥α,m∥β,则l∥m. ③.若l∥m,l∥α,m∥β,则α∥β.
则下列命题中的真命题是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
7.(2017年职教师资和高职班对口考试数学第14题)设,是两个平面,,,是三条直线,则下列命题中的真命题是( )
A.如果,,,那么 B.如果,,那么
C.如果,,那么 D.如果,,那么
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专题07 立体几何
1.三视图:理解实物或空间图形的正视图、俯视图、左视图。
2.空间图形的画法:初步掌握画空间图形的直观图的斜二测法。
3.直棱柱、正棱锥的表面积:了解多面体及棱柱、棱锥的有关概念;理解 直棱柱、正棱锥的侧面展开图;掌握直棱柱、正棱锥的侧面积公式。
4.圆柱、圆锥、球的表面积:了解旋转体及圆柱、圆锥、球的有关概念;理解圆柱、圆锥的侧面展开图;掌握圆柱、圆锥的侧面积公式,了解球的表面积公式。
5.柱、锥、球的体积:理解柱、锥的体积公式,了解球的体积公式。
6.平面的基本性质:了解平面的概念;理解平面性质的三个公理;了解空间中点、线、面关系的符号表示。
7.直线与直线的位置关系:理解空间中直线与直线的位置关系;理解异面直线的定义及判定方法;了解异面直线所成的角的概念;理解异面直线垂直的判 定方法。
8.直线与平面的位置关系:理解空间中直线与平面的位置关系;了解直线与平面所成的角的概念;理解直线与平面平行、直线与平面垂直的判定定理和性 质定理。
9.平面与平面的位置关系:理解空间中平面与平面的位置关系;了解二面角及二面角的平面角的概念;理解平面与平面平行、平面与平面垂直的判定定理 和性质定理。
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考点01 简单几何体的表面积与体积
1.(2019年职教师资和高职班对口考试)已知球的半径为6cm,则它的体积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
2.(2016年职教师资和高职班对口考试)底面半径为2,高为3的圆锥的体积为____.
【答案】4π
3.(2015年职教师资和高职班对口考试)已知正四棱锥的高为3,底面边长为,则该棱锥的体积为( )
A.6 B.3 C.2 D.
【答案】C
考点02 直线与直线的位置关系
1.(2024年对口高考)如图,已知四棱锥的底面为长方形,底面,为的中点.
(1)证明:;
(2)求二面角的正切值.
【答案】(1)证明见解析; (2)
【分析】(1)作中点,连接,,证明为直角三角形,然后根据证明即可;
(2)取上一点,作,连接,利用三角形面积求出,利用射影定理证明,从而得到二面角的平面角,然后求角的正切值即可.
【解析】(1)作中点,连接,,,,
因为,为,中点,则为中位线,
则,,.
因为底面为长方形,则,
因为底面,,
,
,
因为底面,,
因为,即 ,
所为直角三角形,则,因为,所以.
(2)取上一点,作,连接,
因为底面,底面,则为在底面的射影,
因为底面,底面,所以,
又,面,所以面,
因为面,所以,
又因为平面,平面,
所以二面角的平面角为,
又因为底面,底面,
所以,所以为直角三角形.
因为底面为长方形,则为直角三角形,则,
因为,则,
又因为,则,则二面角的正切值为.
2. (2023四川对口招生)如图,在正方体中,为的中点,为的中点.
(1)证明:平面;
(2)求异面直线与所成角的大小.
【答案】
【分析】第(1)问由线面平行的判定定理即可证得。第(2)问中异面直线所成角的大小由定义法平移即可求得。本题考查线面平行的判定定理及异面直线所成角的定义,是基础题.
【解析】(1)连接AC,BD,设,如图所示.
∵为的中点,为的中点,∴,.
∵为的中点,∴,,
∴,, ∴四边形为平行四边形,
∴,∵, ∴平面.
(2)连接.
∵,∴为异面直线与所成角.
∵为正三角形, ∴, ∴异面直线与所成角为60°.
3. (2020年职教师资和高职班对口考试)如图,在三核柱ABC- A1B1C1中,侧校AA1⊥底面ABC,⊿ABC是正三角形,AB=AA1=1,D为AC的中点。
(Ⅰ)证明: BD1⊥AC1;
(Ⅱ)求三棱柱ABC- A1B1C1的体积.
A
C1
C
B1
B
A1
D
【解析】(Ⅰ)在正三角形ABC中,D为AC的中点,所以AC⊥BD,
因为AA1⊥平面ABC,BD平面ABC,所以AA1⊥BD,
又AC,AA1为平面AC C1A1内两条相交直线,
所以BD⊥平面AC C1A1,又AC1平面AC C1A1,所以BD⊥AC1.
(Ⅱ) 在正三角形ABC中,BD⊥AC,AB=1,可得BD=,,
则.
4.(2018年职教师资和高职班对口考试)如图,在四棱锥P-ABCD的底面为正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AD=1,E为线段PB的中点.
(1)求四棱锥P-ABCD的体积;
(2)证明:BD⊥CE.
P
E
D
C
B
A
【解析】(1)根据题意得 .
(2)设线段BD的中点为O,连接OE,因为三角形BCD为等腰直角三角形,所以BD⊥OC,
又因为E为PB的中点,所以OE为三角形PDB的中位线,因此OE∥PD,
又PD⊥平面ABCD,所以PD⊥BD,可得OE⊥BD,
因为OC与OE是平面OEC内的两条相交直线,所以BD⊥平面OEC,
因为EC在平面OE C内, 所以BD⊥CE.
考点03 直线与平面的位置关系
1.(2021年职教师资和高职班对口考试)下列命题中不正确的是( )
A.如果一条直线垂直于一个平面内的两条垂直直线,那么这条直线垂直于这个平面
B.如果一条直线垂直于一个平面内的两条相交直线,那么这条直线垂直于这个平面
C.如果一条直线垂直于一个平面内的任何一条直线,那么这条直线垂直于这个平面
D.如果一条直线垂直于一个平面内的两条平行直线,那么这条直线垂直于这个平面
【答案】D
2.(2021年职教师资和高职班对口考试)如图,B , C为圆锥AO底面圆周上的两点,E ,F分别为AB , BC的中点.
(I)证明:EF//平面ACO;
(II)若圆锥底面半径为1,母线的长为,二面角B-AO-C的大小为,求点O到平面ABC的距离.
【答案】(I)在△ABC中,E ,F分别为AB , BC的中点,所以E F∥AC,
又E F平面ACO,AC平面ACO,所以EF//平面ACO.
(II)连接AF,FO,如图,
在圆锥AO中,AO⊥底面BCO,所以AO⊥BO,AO⊥CO,
所以∠BOC为二面角B-AO-C的平面角,即∠BOC=,
在直角△ABO中,,
在等腰△OBC中, , ,
在直角△AFO中,,
则,
设点O到平面ABC的距离为d,
则,解得,
所以点O到平面ABC的距离为.
3.(2019年职教师资和高职班对口考试)如图,已知在长方体中,,,,E为的中点.
(Ⅰ)证明:平面BDE;
(Ⅱ)求与平面ABCD所成的角的大小.
【答案】(Ⅰ)如图,连接AC,交BD于点O,连接OE,
在长方体中,四边形ABCD是长方形,所以O是AC的中点,
因为E为的中点,所以OE∥A1C,
又A1C 平面BDE,OE平面BDE,所以A1C∥平面BDE.
(2)在长方体中,,,,
则,∠是与平面ABCD所成的角,
因为,
所以∠=45°,即与平面ABCD所成的角的大小为45°.
4.(2017年职教师资和高职班对口考试)如图,在正方体中,为线段的中点.
(Ⅰ)证明:直线平面;
(Ⅱ)证明:直线平面.(12分)
【答案】(Ⅰ)∵在正方体中平面,∴,又∵为线段中点,∴,直线平面.
(Ⅱ)∵,∴平面,又∵,∴平面,∴平面平面,平面.
5.(2016年职教师资和高职班对口考试)如图,AB为圆柱OO的母线,AB为底面圆O的直径,点C在圆O上,且BC=AC.
(I)证明:BC平面ACD;
(II)求二面角B-AD-C的大小.
【答案】(I)因为AD为圆柱OO的母线,所以AD⊥底面ABC,
因为BC底面ABC,所以AD⊥BC,
因为AB为底面圆O的直径,点C在圆O上,所以AC⊥BC,
因为AD∩AC=A,所以BC⊥平面ACD.
(II) 因为AD为圆柱OO的母线,所以AD⊥底面ABC,
因为AC,AB底面ABC,所以AD⊥AC,AD⊥AB,
所以∠BAC是二面角B-AD-C的平面角,
因为AB为底面圆O的直径,点C在圆O上,所以AC⊥BC,
因为BC=AC,所以∠BAC=∠ABC=45°,
综上,二面角B-AD-C的大小为45°.
6.(2015年职教师资和高职班对口考试)如图,直三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱长为,底面Rt△ABC中,AC⊥AB,AB=AC=,D为BC的中点.
(I)证明:AD⊥平面BCC1B1;
(II)求二面角C1-AD-C的大小.
【答案】(I)在Rt△ABC中,AB=AC,D为BC的中点,所以AD⊥BC,
在直三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,所以CC1⊥AD,
又BC∩CC1=C,所以AD⊥平面BCC1B1.
(II)由(I)知AD⊥C1D,AD⊥BC,所以二面角C1-AD-C的平面角是∠C1DC,
因为CB=2,所以CD=1,又CC1=,∠C1CD=90°,所以∠C1DC=60°.
考点04 平面与平面的位置关系
1. (2024年对口高考)设是三个不同的平面,是两条不同的直线.给出下列四个命题:( )
①若,则. ②若,则.
③若,则. ④若,则.
其中正确命题的个数是( )
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【分析】根据线面平行、面面平行以及面面垂直的性质分析求解.
【解析】①中若,根据面面平行的传递性可知,正确,
②中若,则有可能平行,也有可能相交,错误,
③中若,则有可能平行,也有可能相交,即平行于的交线时,也成立,错误,
④中若,则有可能平行,也有可能相交,错误,
所以正确命题个数是1个,
故选:A.
2. (2023四川对口招生)设,是两个不同的平面,,是两条不同的直线,则下列命题中的真命题是( )
A.如果,,,那么 B.如果,,那么
C.如果,,,那么 D.如果,,那么
【答案】D
【分析】本题A选项考查面面平行的判定定理,B选项考查线面平行的判定定理,C选项考查面面垂直的性质定理,D选项考查面面垂直的判定定理,是基础题.
【解析】
由面面平行的判定定理可得A错误;
由线面平行的判定定理可得B错误;
由面面垂直的性质定理可得C错误;
由面面垂直的判定定理可得D正确.
∴选D.
3(2022年职教师资和高职班对口考试)设,是两个不同的平面,,是两条不同的直线.则下面四个命题正确的个数是( )
①若,,,则; ②若,,,则;
③若,,,则; ④若,,,则
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
答案:C
分析:本题以空间的平行与垂直为载体,考查了命题的真假的判断, 属于基础题着重考查空间直线与平面、 平面与平面的位置关系, 考查了空间想象的能力
解析:
对于①, ∵,,,∴,故①正确.
对于②, ∵,,直线和 相当于平面和的法向量,∵ ,∴,故②正确.
对于③, ∵,,直线和 相当于平面和的法向量,∵,∴故③不正确.
对于④, 若,, 直线和 相当于平面和的法向量, ∵, ∴,故④正确.
∴选C.
4.(2022年职教师资和高职班对口考试)在四棱锥中,,,,,平面.
(Ⅰ)证明:平面平面;
(Ⅱ)求二面角的正切值.
【答案】(Ⅰ) 略 (Ⅱ)
【解析】(Ⅰ)连接 AC,作AE⊥BC,交BC于E,交BD于G ,
∵AD∥BC,AD⊥CD ∴BC⊥CD ∴四边形AECD是矩形
∵AD=CD ∴四边形AECD是正方形, ∴AD=CD=CE=AE,∠CAE=
∵2AD=2CD=BC,AE⊥BC ∴AE=BE ∴△ABE是等腰直角三角形,
∴∠AEB=,∠BAE=, 则∠BAC=+=,即AB⊥AC
∵PA⊥面ABCD ∴PA⊥AC
∵AB⊥AC, PA∩AB =A ∴AC⊥面PAB
∵AC面 ∴平面平面
(Ⅱ)作AFBD ,交BD于F,
∵PA⊥面ABCD ∴PF⊥BD ∴∠PFA是二面角的平面角,
∵AE∥CD,2CE=CB,根据相似三角形定理可知GE是△BCD的中位线,
∴2GE=CD, ∴AG=GE=AE=AD
AE⊥AD,AF⊥BD
∴把用等面积法表示
∴ 解得
∵PA=AD, ∴,
因此二面角的正切值是.
5.(2020年职教师资和高职班对口考试)设a,β是两个不同的平面,m,n是两条不同的直线,则下列命题中正确的是( )
A.
如果ma, na, m//β, n//β,那么a//β B. 如果a//β, ma, nβ,那么m//n
C. 如果m⊥a,m⊥n,那么n⊥a D. 如果n⊥a,n//m,那么m⊥a
【答案】D
6.(2018年职教师资和高职班对口考试)设α,β是两个不同的平面,l,m为两条不同的直线,给出下列三个命题:①.若l⊥α,m⊥α,则l∥m. ②.若α∥β,l∥α,m∥β,则l∥m. ③.若l∥m,l∥α,m∥β,则α∥β.
则下列命题中的真命题是( )
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
7.(2017年职教师资和高职班对口考试数学第14题)设,是两个平面,,,是三条直线,则下列命题中的真命题是( )
A.如果,,,那么 B.如果,,那么
C.如果,,那么 D.如果,,那么
【答案】D
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