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专题11 立体几何
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考纲解析
理解和掌握空间中点线面的位置关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面平行关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面垂直关系
理解和掌握线面角的求法
理解和掌握二面角的求法
掌握几何体的表面积和体积公式
考点预测
异面直线所成角
四个判定定理和四个性质定理
求线面角
求二面角
求表面积
求体积
要点自测
(一)三个公理
基本事实
内容
图形
符号
公理1
过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的α使A,B,C∈α
公理2
如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α
公理3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线
P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
(二)公理3的推论
推论
内容
图形
作用
推论1
经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面
确定平面的依据
推论2
经过两条相交直线,有且只有一个平面
推论3
经过两条平行直线,有且只有一个平面
(三)空间点、直线、平面之间的位置关系
直线与直线
直线与平面
平面与平面
平行关系
图形语言
符号语言
a∥b
a∥α
α∥β
相交关系
图形语言
符号语言
a∩b=A
a∩α=A
α∩β=l
独有关系
图形语言
符号语言
a,b是异面直线
a⊂α
(四)直线与平面平行的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
一条直线和一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与交线平行
a∥α,a⊂β,α∩β=b⇒a∥b
判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行
a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α
(五)平面与平面平行的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线平行
α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b⇒a∥b
性质
两个平面平行,则其中一个平面内的直线平行于另一个平面
α∥β,a⊂α⇒a∥β
判定定理
如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行
a⊂β,b⊂β,a∩b=P,a∥α,b∥α⇒α∥β
(六)直线与平面垂直的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线平行
⇒a∥b
判定定理
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
(七)两个平面垂直的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
两个平面垂直,如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与另一个平面垂直
⇒l⊥α
判定定理
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直
⇒α⊥β
(八)多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面
互相平行且全等
多边形
互相平行且相似
侧棱
平行且相等
相交于一点,但不一定相等
延长线交于一点
侧面形状
平行四边形
三角形
梯形
(九)旋转体的结构特征
名称
圆柱
圆锥
圆台
球
图形
母线
互相平行且相等,垂直于底面
相交于一点
延长线交于一点
轴截面
矩形
等腰三角形
等腰梯形
圆
侧面展开图
矩形
扇形
扇环
(十)圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式
圆柱
圆锥
圆台
侧面展开图
侧面积公式
S圆柱侧=2πrl
S圆锥侧=πrl
S圆台侧=π(r1+r2)l
(十一)简单几何体的表面积和体积公式
几何体
表面积
体积
柱体(棱柱和圆柱)
S表面积=S侧+2S底
V=Sh
锥体(棱锥和圆锥)
S表面积=S侧+S底
V=Sh
台体(棱台和圆台)
S表面积=S侧+S上+S下
V=(S上+S下+)h
球
S=4πR2
V=πR3
考点突破
考点1 点、线、面的位置关系
【例1】下列四个命题为真命题的是( )
A.过空间中任意三点有且仅有一个平面 B.两两相交的三条直线必在同一平面内
C.相交于同一点的三条直线在同一平面内 D.若空间四点不共面,则任意三点不共线
【答案】D
【解析】对于A,当三点在一条直线上时,过这三点有无数个平面,A错误;
对于B,两两相交且不过同一点的三条直线必在同一平面内,B错误;
对于C,三棱锥的三条侧棱所在的直线交于同一点,但这三条直线不共面,C错误;
对于D,若空间四点不共面,则任意三点不共线,否则若其中三点共线,则这四点共面,不合题意,D正确.
故选:D.
【突破训练】
1、有下列命题:
①经过三点确定一个平面;
②梯形可以确定一个平面;
③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;
④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
其中正确命题是( )
A.① B.②③ C.③ D.①④
【答案】B
【解析】对于①,经过不共线的三点确定一个平面,故①不正确;
对于②,因为梯形的两底边平行,经过两条平行直线确定一个平面,故②正确;
对于③,当三条直线交于不同的三点时,三条直线只确定一个平面;当三条直线交于一点时,三条直线最多确定三个平面,故③正确;
对于④,当两个平面的三个公共点在一条直线上时,这两个平面相交于这条直线,不一定重合,故④不正确.
故选:B.
2、如图,在正方形中,异面直线与所成的角是( )
A.120° B.90° C.60° D.30°
【答案】C
【解析】连接,因为且,所以四边形为平行四边形,
所以,即或其补角是异面直线与所成的角.
在正方体中,即是等边三角形,所以.
故选:C
考点2 空间中的平行关系
【例1】如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1 C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
【答案】C
【解析】由题意,取 B1C1的中点 E,连接 EM,NE,B1D1,BD,
如图.M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,
所以 BB1∥NE,B1D1∥EM,EM∩NE=E,BB1∩B1D1=B1,
所以平面 EMN∥平面 BB1D1D,
那么 MN∥平面 BB1D1D,
故选:C.
【突破训练】
1、下列命题中正确的个数是( )
①若直线a上有无数个点不在平面α内,则a∥α;
②若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都平行;
③若直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α;
④若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点.
A.0 B.1 C.2 D.3
【答案】B
【解析】对于①,若直线a上有无数个点不在平面α内,则直线a可能与平面α相交,也可能与平面α平行,所以①错误,
对于②,当直线a∥平面α时,直线a与平面α内直线平行或异面,所以②错误,
对于③,当直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α,或直线a在平面α内,所以③错误,
对于④,当直线a∥平面α时,则直线a与平面α无公共点,所以直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点,所以④正确,
故选:B
2、为一平面截空间四边形四边上的交点,若,
则直线与平面的位置关系是 .
【答案】平行
【解析】由题意,则四点共面,
因为平面,平面,,所以平面,
因为平面,平面平面,所以,因为平面,平面,所以平面.
故答案为:平行.
考点3 空间中的垂直关系
【例1】设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则α⊥β B.若m∥α,m∥n,则n∥α
C.若m∥n,n⊥β,m⊂α,则α⊥β D.若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥β
【答案】C
【解析】m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,
对于,若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则与平行或相交,故错误;
对于,若m∥α,m∥n,则n∥α 或,故错误;
对于,若m∥n,n⊥β,m⊂α,由面面垂直的判定定理可得α⊥β,故正确;
对于,若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则或与相交或∥,故错误,
故选:.
【突破训练】
1、已知m,n是两条不重合的直线,是一个平面,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
【答案】A
【解析】由线面垂直的性质知,若,,则成立,即充分性成立;
根据线面垂直的定义,必须垂直平面内的两条相交直线,才有,即必要性不成立,
故选:A.
2、设,为两个平面,则的充要条件是( )
A.,平行于同一个平面 B.,垂直于同一个平面
C.内一条直线垂直于内一条直线 D.内存在一条直线垂直于
【答案】D
【解析】,平行于同一个平面时,则,A错误;
,垂直于同一个平面时,,可能垂直,也可能相互平行,也可能相交但不垂直,B错误;
内一条直线垂直于内一条直线,,可能垂直,也可能相互平行,也可能相交但不垂直,C错误;
内一条直线垂直于,则,反之也成立,D正确.
故选:D.
考点4 求线面角
【例1】如图,在正方体中,点M,N分别为线段AC和线段的中点,求直线MN与平面所成角为( )
A.60° B.45° C.30° D.75°
【答案】B
【解析】如图,取的中点,连接,因是的中点,故,
又因正方体中,平面,故平面,
即是在平面上的射影,故即直线MN与平面所成角,
因是的中点,故,易得,,
即直线MN与平面所成角为.
故选:B.
【突破训练】
1、在长方体中,,,,直线与平面所成的角是( )
A.45° B.90° C.正切值为2 D.正切值为
【答案】A
【解析】
长方体中,直线平面,
所以就是直线与平面所成的角,
在中,,,
所以,所以,
故选:A.
考点5 求二面角
【例1】在正方体中,二面角的正切值为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】取的中点,连接,
由正方体,可得,
所以,所以是二面角的平面角,
设正方体的棱长为2,可得,所以,
在中,,
所以二面角的正切值为.
【突破训练】
1、在正方体中,二面角的大小为__________.
【答案】
【解析】
平面,平面,,
又,平面,即为二面角的平面角,
, 二面角的大小为,
故答案为:.
2、如图,在长方体中,为的中点,则二面角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】如图,在长方体中,平面,平面,平面,所以,且,所以即为二面角的平面角,又,易得.
故选:B.
考点6 求表面积
【例1】若一个球的体积为4π,则它的表面积为( )
A.3π B.12 C.12π D.36π
【答案】C
【解析】设球的半径为R,依题意有 ,所以,
所以球的表面积为,
故选:C.
【突破训练】
1、如图所示,一个正方体的棱长为2,以相对两个面的中心连线为轴,挖去一个直径为1的圆柱形孔,则所得几何体的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】所得几何体的表面积为,
故选:D
2、已知圆锥的底面半径为1,其侧面展开图是一个圆心角为120°的扇形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】设圆锥的母线长为,则,解得,
则该圆锥的表面积为,
故选:C.
考点7 求体积
【例1】某圆锥母线长为1,其侧面积与轴截面面积的比值为,则该圆锥体积为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】设圆锥底面圆半径为,圆锥高为,依题意,,解得,
所以.该圆锥体积为,
故选:B.
【突破训练】
1、一个圆锥的表面积为,它的侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为___________.
【答案】
【解析】设圆锥的底面半径为 ,母线长为 ,则 ,即 ,
由圆心角的计算公式 ,即 ,解得 ,
所以高 ,
体积 ,
故答案为:.
2、已知圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球与圆柱体积比是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】设球的半径为,则圆柱的底面半径为,高为,
因为,
所以,
故选:A.
模拟演练
一、选择题
1、下列命题正确的是( )
A.若直线上有无数个点不在平面内,则直线和平面平行
B.若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线都是异面直线
C.若直线与平面平行,则这条直线与平面内的所有直线平行
D.若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内
【答案】D
【解析】对于A,若直线上有无数个点不在平面内,则直线可能与平面相交,故A错误;
对于B,若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线可能相交,也可能是异面直线,故B错误;
对于C,若直线与平面平行,则这条直线与平面内的直线平行或异面,故C错误;
对于D,根据平面的基本性质可知若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内,故D正确.
故选:D.
2、已知直线、与平面,其中,则“”是“”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既不充分也不必要
【答案】B
【解析】如图1,
满足,但不垂直,充分性不成立,
当时,因为,由线面垂直的定义可知:,必要性成立,
故“”是“”的必要不充分条件,
故选:B.
3、在“立体几何”知识中:①两直线所成角的取值范围是;②直线与平面所成角的取值范围是;③二面角的平面角取值范围是.在“解析几何”知识中;④直线的倾斜角取值范围是;⑤两直线的夹角取值范围是;在“向量”知识中:⑥两向量的夹角的取值范围是;以上概念叙述正确的是( )
A.②①④⑤ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤
【答案】B
【解析】当两直线平行时夹角为0,故两直线所成角的范围为,故①⑤错误,
其他选项根据对应的定义均为正确,
故选:B.
4、若一个正方体的顶点都在球面上,它的棱长为1,则这个球的表面积是( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】正方体的体对角线长为,所以球的直径,
所以球的表面积为,
故选:C.
5、在下列四个正方体中,,为正方体的两个顶点,,,为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线与平面不平行的是( )
A.B.C.D.
【答案】A
【解析】A选项:
如图所示,由中位线性质可知,且平面,则与平面不平行,A选项满足题意;
B选项:由正方体结构特征,易得,结合线面平行的判定定理,知B不满足题意;
C选项,由正方体结构特征,易得,结合线面平行的判定定理,知C不满足题意;
D选项,由正方体结构特征,易得,结合线面平行的判定定理,知D不满足题意,
故选:A.
6、长方体中,,,则二面角为( )
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
由图可知,,
所以是二面角的平面角,
,所以.
故选:D.
7、已知圆柱和圆锥的底面重合,且母线长相等,设圆柱、圆锥的表面积分别为S1,S2,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
【答案】C
【解析】由已知可设,圆柱和圆锥的底面半径为,母线为,
则,,所以,
故选:C.
8、若一个圆锥的侧面积是底面面积的2倍,则该圆锥的母线与其底面所成的角的大小为( )
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
设圆锥的底面半径为,母线长为,
因为圆锥的侧面积是底面积的2倍,所以,解得,
设该圆锥的母线与底面所成角,则,所以,
故选:C.
9、如图,在三棱锥中,,,平面,为的中点,则直线与平面所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】取的中点为,连接,可得,
∵平面,平面,∴,
∴又,,平面,
∴平面,又,∴平面,
∴为直线与平面所成角,设,,
∴,
则,
∴直线CO与平面PAC所成角的余弦值为.
故选:B.
10、已知m,n是空间中两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,,,,则
C.若,,,则 D.若,,则
【答案】C
【解析】
如图,平面平面,平面,但平面,A错误;
分别是的中点,则平面,平面,平面,平面,显然平面与平面不平行,B项错误;
平面平面,平面,而平面,D项错误;
对于C项,,,则或.又,则.
故选:C.
二、填空题
11、在空间四边形的边与对角线六条边所在的直线中,异面直线共有 对
【答案】3
【解析】如图所示,为异面直线,为异面直线,为异面直线,
其他各对直线不为异面直线,异面直线共有3对.
12、已知某圆锥的底面半径为2,体积为,则该圆锥的母线长为
【答案】
【解析】设圆锥的高为h,则由圆锥的底面半径为2,体积为,
可得,
故该圆锥的母线长为.
故答案为:.
13、在正方体中,对角线与底面所成角的正弦值为 .
【答案】
【解析】底面,是与底面所成的角,
设正方体的棱长为,则,,,
,
故答案为:.
14、如图,在长方体中,,则二面角的平面角大小是,则 .
【答案】/0.5
【解析】在长方体中,平面,为二面角的平面角,
在中,,
,即.
故答案为:/0.5.
15、如图,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=4,AC=,BC=1,E,F分别为AB,PC的中点,则三棱锥BEFC的体积为 .
【答案】
【解析】因为F是PC的中点,PA⊥平面ABC,PA=4,
所以F到平面ABC的距离为2,
所以三棱锥BEFC的体积为,
故答案为:.
四、解答题
16、如图,一个圆锥形的空杯子上放着一个半球形的冰激凌,如果冰激凌融化了,会溢出来吗?
【解】半球形的冰激凌的体积为,圆锥形空杯子的体积为,
而,如果冰激凌融化了,不会溢出来.
17、如图,在四棱锥中,底面是菱形,侧棱底面是的中点,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面.
【解】(1)如图,连,,,
平面平面,平面
(2)平面平面,,
菱形为菱形的对角线,,
平面,
平面.
18、如图,在三棱锥中,,D,E分别是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面.
【答案】证明见解析
【解析】证明:(1)由题知D,E分别是的中点,,
平面平面,
平面,得证;
(2)由题知,D是的中点,
,
平面,平面且,
故平面得证.
19、如图,在正方体中,
(1)求异面直线与所成的角的大小;
(2)求二面角的大小.
【答案】(1);(2)
【解析】
解:(1)在正方体中,连接,
由于,所以是异面直线与所成的角,
由于三角形是等边三角形,所以,
所以异面直线与所成的角的大小为.
(2)在正方体中,,
所以是二面角的平面角,
根据正方体的性质可知,
所以二面角的大小为.
20、如图,平面,四边形为矩形,,,点是的中点,点在边上移动.
(1)求三棱锥的体积;
(2)证明:.
【答案】(1);(2)证明见解析
【解析】(1)解:平面,四边形为矩形,
,
.
(2)证明:平面,,
又,且点是的中点,,
又,,,平面,
又平面,,
由,,,
平面,
平面,
.
$$专题11 立体几何
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理解和掌握空间中点线面的位置关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面平行关系
理解和掌握空间中的线线、线面、面面垂直关系
理解和掌握线面角的求法
理解和掌握二面角的求法
掌握几何体的表面积和体积公式
考点预测
异面直线所成角
四个判定定理和四个性质定理
求线面角
求二面角
求表面积
求体积
要点自测
(一)三个公理
基本事实
内容
图形
符号
公理1
过不在一条直线上的三个点,有且只有一个平面
A,B,C三点不共线⇒存在唯一的α使A,B,C∈α
公理2
如果一条直线上的两个点在一个平面内,那么这条直线在这个平面内
A∈l,B∈l,且A∈α,B∈α⇒l⊂α
公理3
如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直线
P∈α,且P∈β⇒α∩β=l,且P∈l
(二)公理3的推论
推论
内容
图形
作用
推论1
经过一条直线和这条直线外一点,有且只有一个平面
确定平面的依据
推论2
经过两条相交直线,有且只有一个平面
推论3
经过两条平行直线,有且只有一个平面
(三)空间点、直线、平面之间的位置关系
直线与直线
直线与平面
平面与平面
平行关系
图形语言
符号语言
a∥b
a∥α
α∥β
相交关系
图形语言
符号语言
a∩b=A
a∩α=A
α∩β=l
独有关系
图形语言
符号语言
a,b是异面直线
a⊂α
(四)直线与平面平行的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
一条直线和一个平面平行,如果过该直线的平面与此平面相交,那么该直线与交线平行
a∥α,a⊂β,α∩β=b⇒a∥b
判定定理
如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,那么该直线与此平面平行
a⊄α,b⊂α,a∥b⇒a∥α
(五)平面与平面平行的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
两个平面平行,如果另一个平面与这两个平面相交,那么两条交线平行
α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b⇒a∥b
性质
两个平面平行,则其中一个平面内的直线平行于另一个平面
α∥β,a⊂α⇒a∥β
判定定理
如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,那么这两个平面平行
a⊂β,b⊂β,a∩b=P,a∥α,b∥α⇒α∥β
(六)直线与平面垂直的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
垂直于同一个平面的两条直线平行
⇒a∥b
判定定理
如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直,那么该直线与此平面垂直
⇒l⊥α
(七)两个平面垂直的性质定理与判定定理
文字语言
图形表示
符号表示
性质定理
两个平面垂直,如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线,那么这条直线与另一个平面垂直
⇒l⊥α
判定定理
如果一个平面过另一个平面的垂线,那么这两个平面垂直
⇒α⊥β
(八)多面体的结构特征
名称
棱柱
棱锥
棱台
图形
底面
互相平行且全等
多边形
互相平行且相似
侧棱
平行且相等
相交于一点,但不一定相等
延长线交于一点
侧面形状
平行四边形
三角形
梯形
(九)旋转体的结构特征
名称
圆柱
圆锥
圆台
球
图形
母线
互相平行且相等,垂直于底面
相交于一点
延长线交于一点
轴截面
矩形
等腰三角形
等腰梯形
圆
侧面展开图
矩形
扇形
扇环
(十)圆柱、圆锥、圆台的侧面展开图及侧面积公式
圆柱
圆锥
圆台
侧面展开图
侧面积公式
S圆柱侧=2πrl
S圆锥侧=πrl
S圆台侧=π(r1+r2)l
(十一)简单几何体的表面积和体积公式
几何体
表面积
体积
柱体(棱柱和圆柱)
S表面积=S侧+2S底
V=Sh
锥体(棱锥和圆锥)
S表面积=S侧+S底
V=Sh
台体(棱台和圆台)
S表面积=S侧+S上+S下
V=(S上+S下+)h
球
S=4πR2
V=πR3
考点突破
考点1 点、线、面的位置关系
【例1】下列四个命题为真命题的是( )
A.过空间中任意三点有且仅有一个平面 B.两两相交的三条直线必在同一平面内
C.相交于同一点的三条直线在同一平面内 D.若空间四点不共面,则任意三点不共线
【突破训练】
1、有下列命题:
①经过三点确定一个平面;
②梯形可以确定一个平面;
③两两相交的三条直线最多可以确定三个平面;
④如果两个平面有三个公共点,则这两个平面重合.
其中正确命题是( )
A.① B.②③ C.③ D.①④
2、如图,在正方形中,异面直线与所成的角是( )
A.120° B.90° C.60° D.30°
考点2 空间中的平行关系
【例1】如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,M,N,P 分别是 C1D1,BC,A1D1的中点,则下列结论正确的是( )
A.MN∥AP B.MN∥BD1 C.MN∥平面 BB1D1D D.MN∥平面 BDP
【突破训练】
1、下列命题中正确的个数是( )
①若直线a上有无数个点不在平面α内,则a∥α;
②若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都平行;
③若直线a∥直线b,直线b∥平面α,则直线a∥平面α;
④若直线a∥平面α,则直线a与平面α内的任意一条直线都没有公共点.
A.0 B.1 C.2 D.3
2、为一平面截空间四边形四边上的交点,若,
则直线与平面的位置关系是 .
考点3 空间中的垂直关系
【例1】设m,n是两条不同的直线,α,β是两个不同的平面,则下列说法正确的是( )
A.若m⊥α,n⊂β,m⊥n,则α⊥β B.若m∥α,m∥n,则n∥α
C.若m∥n,n⊥β,m⊂α,则α⊥β D.若α⊥β,α∩β=m,n⊥m,则n⊥β
【突破训练】
1、已知m,n是两条不重合的直线,是一个平面,,则“”是“”的( )
A.充分不必要条件 B.必要不充分条件 C.充要条件 D.既不充分也不必要条件
2、设,为两个平面,则的充要条件是( )
A.,平行于同一个平面 B.,垂直于同一个平面
C.内一条直线垂直于内一条直线 D.内存在一条直线垂直于
考点4 求线面角
【例1】如图,在正方体中,点M,N分别为线段AC和线段的中点,求直线MN与平面所成角为( )
A.60° B.45° C.30° D.75°
【突破训练】
1、在长方体中,,,,直线与平面所成的角是( )
A.45° B.90° C.正切值为2 D.正切值为
考点5 求二面角
【例1】在正方体中,二面角的正切值为( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、在正方体中,二面角的大小为__________.
2、如图,在长方体中,为的中点,则二面角的大小为( )
A. B. C. D.
考点6 求表面积
【例1】若一个球的体积为4π,则它的表面积为( )
A.3π B.12 C.12π D.36π
【突破训练】
1、如图所示,一个正方体的棱长为2,以相对两个面的中心连线为轴,挖去一个直径为1的圆柱形孔,则所得几何体的表面积为( )
A. B. C. D.
2、已知圆锥的底面半径为1,其侧面展开图是一个圆心角为120°的扇形,则该圆锥的表面积为( )
A. B. C. D.
考点7 求体积
【例1】某圆锥母线长为1,其侧面积与轴截面面积的比值为,则该圆锥体积为( )
A. B. C. D.
【突破训练】
1、一个圆锥的表面积为,它的侧面展开图是圆心角为的扇形,则该圆锥的体积为___________.
2、已知圆柱的底面直径和高都等于球的直径,则球与圆柱体积比是( )
A. B. C. D.
模拟演练
一、选择题
1、下列命题正确的是( )
A.若直线上有无数个点不在平面内,则直线和平面平行
B.若直线与平面相交,则直线与平面内的任意直线都是异面直线
C.若直线与平面平行,则这条直线与平面内的所有直线平行
D.若直线与平面有两个公共点,则直线在平面内
2、已知直线、与平面,其中,则“”是“”的( )条件
A.充分非必要 B.必要非充分
C.充要 D.既不充分也不必要
3、在“立体几何”知识中:①两直线所成角的取值范围是;②直线与平面所成角的取值范围是;③二面角的平面角取值范围是.在“解析几何”知识中;④直线的倾斜角取值范围是;⑤两直线的夹角取值范围是;在“向量”知识中:⑥两向量的夹角的取值范围是;以上概念叙述正确的是( )
A.②①④⑤ B.②③④⑥ C.③④⑤⑥ D.②③④⑤
4、若一个正方体的顶点都在球面上,它的棱长为1,则这个球的表面积是( )
A. B. C. D.
5、在下列四个正方体中,,为正方体的两个顶点,,,为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直线与平面不平行的是( )
A.B.C.D.
6、长方体中,,,则二面角为( )
A. B. C. D.
7、已知圆柱和圆锥的底面重合,且母线长相等,设圆柱、圆锥的表面积分别为S1,S2,则的值为( )
A. B.1 C.2 D.3
8、若一个圆锥的侧面积是底面面积的2倍,则该圆锥的母线与其底面所成的角的大小为( )
A. B. C. D.
9、如图,在三棱锥中,,,平面,为的中点,则直线与平面所成角的余弦值为( )
A. B. C. D.
10、已知m,n是空间中两条不同的直线,,是两个不同的平面,则下列命题正确的是( )
A.若,,则 B.若,,,,则
C.若,,,则 D.若,,则
二、填空题
11、在空间四边形的边与对角线六条边所在的直线中,异面直线共有 对
12、已知某圆锥的底面半径为2,体积为,则该圆锥的母线长为
13、在正方体中,对角线与底面所成角的正弦值为 .
14、如图,在长方体中,,则二面角的平面角大小是,则 .
15、如图,PA⊥平面ABC,AC⊥BC,PA=4,AC=,BC=1,E,F分别为AB,PC的中点,则三棱锥BEFC的体积为 .
四、解答题
16、如图,一个圆锥形的空杯子上放着一个半球形的冰激凌,如果冰激凌融化了,会溢出来吗?
17、如图,在四棱锥中,底面是菱形,侧棱底面是的中点,是的中点.
(1)证明:平面;
(2)证明:平面.
18、如图,在三棱锥中,,D,E分别是的中点.
(1)求证:平面;
(2)求证:平面.
19、如图,在正方体中,
(1)求异面直线与所成的角的大小;
(2)求二面角的大小.
20、如图,平面,四边形为矩形,,,点是的中点,点在边上移动.
(1)求三棱锥的体积;
(2)证明:.
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