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  • 2021-06-10 发布

2018届二轮复习 立体几何 学案(全国通用)

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专题04 立体几何 ‎1.(2017全国1文)如图,在四棱锥P−ABCD中,AB//CD,且.‎ ‎(1)证明:平面PAB⊥平面PAD;‎ ‎(2)若PA=PD=AB=DC,,且四棱锥P−ABCD的体积为,求该四棱锥的侧面积.‎ ‎(2)在平面内作,垂足为.‎ 由(1)知,平面,故,可得平面.‎ 设,则由已知可得,.‎ 故四棱锥的体积.‎ 由题设得,故.‎ 从而,,.‎ 可得四棱锥的侧面积为.‎ ‎【名师点睛】证明面面垂直,先由线线垂直证明线面垂直,再由线面垂直证明面面垂直;计算点面距离时,如直接求不方便,应首先想到转化,如平行转化、对称转化、比例转化等,找到方便求值时再计算,可以减少运算量,提高准确度,求点面距离有时能直接作出就直接求出,不方便直接求出的看成三棱锥的高,利用等体积法求出.‎ ‎2.(2017全国3文)如图,四面体ABCD中,是正三角形,AD=CD.‎ ‎(1)证明:AC⊥BD;‎ ‎(2)已知是直角三角形,AB=BD.若E为棱BD上与D不重合的点,且AE⊥EC,求四面体ABCE与四面体ACDE的体积比.‎ ‎(2)连接EO.‎ 由(1)及题设知∠ADC=90°,所以DO=AO.‎ 在中,.‎ 又AB=BD,所以 ‎,故∠DOB=90°.‎ 由题设知为直角三角形,所以.‎ 又是正三角形,且AB=BD,所以.‎ 故E为BD的中点,从而E到平面ABC的距离为D到平面ABC的距离的,四面体ABCE的体积为四面体ABCD的体积的,即四面体ABCE与四面体ACDE的体积之比为1:1.‎ ‎【考点】线面垂直的判定及性质定理,锥体的体积 ‎【名师点睛】垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型:‎ ‎(1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行.‎ ‎(2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直.‎ ‎(3)证明线线垂直,需转化为证明线面垂直.‎ ‎3.如图,在三棱锥中,平面,.‎ ‎(1)求三棱锥的体积;‎ ‎(2)求证:在线段上存在点,使得,并求的值.‎ ‎(2)过点作交于点,过点作交于点,连接,如图所示.因为面,所以面.‎ 又面,得.‎ 又,所以面.‎ 又面,所以.‎ 此时点即为所找点,在中,由题意可得,所以.‎ 由,可得,所以,所以.‎ ‎ ‎ ‎4.如图,三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱AA1⊥底面ABC,∠ACB=90°,E是棱CC1的中点,F是AB的中点,AC=BC=1,AA1=2.‎ ‎(1)求证:CF∥平面AB1E;‎ ‎(2)点C到平面AB1E上的距离.‎ ‎∵E为侧棱CC1的中点,∴FG∥EC,FG=EC,‎ ‎∴四边形FGEC是平行四边形,∴CF∥EG,‎ ‎∵CF⊄平面AB1E,EG⊂平面AB1E,‎ ‎∴CF∥平面AB1E.‎ ‎(2)∵三棱柱ABC-A1B1C1的侧棱AA1⊥底面ABC,AA1∥BB1,∴BB1⊥平面ABC.‎ 又AC⊂平面ABC,∴AC⊥BB1,‎ ‎∵∠ACB=90°,∴AC⊥BC,‎ ‎∵BB1∩BC=B,BC⊂平面BCC1B1,BB1⊂平面BCC1B1,‎ ‎∴AC⊥平面EB1C,∴AC⊥CB1,‎ ‎∴VA-EB1C=S△EB1C·AC=×(×1×1)×1=.‎ ‎∵AE=EB1=,AB1=,∴S△AB1E=,‎ ‎∵VC-AB1E=VA-EB1C,‎ ‎∴点C到平面AB1E上的距离为=.‎ ‎5.如图(1),在Rt△ABC中,∠ABC=90°,D为AC的中点,AE⊥BD于E(不同于点D),延长AE交BC于F,将△ABD沿BD折起,得到三棱锥A1-BCD,如图(2)所示.‎ ‎(1)若M是FC的中点,求证:直线DM∥平面A1EF;‎ ‎(2)求证:BD⊥A1F;‎ ‎(3)若平面A1BD⊥平面BCD,试判断直线A1B与直线CD能否垂直?并说明理由.‎ ‎ ‎ ‎(3)直线A1B与直线CD不能垂直.‎ 因为平面A1BD⊥平面BCD,平面A1BD∩平面BCD=BD,EF⊥BD,EF⊂平面BCD,‎ 所以EF⊥平面A1BD.‎ 因为A1B⊂平面A1BD,‎ 所以A1B⊥EF,‎ 又因为EF∥DM,‎ 所以A1B⊥DM.‎ 假设A1B⊥CD,‎ 因为A1B⊥DM,CD∩DM=D,‎ 所以A1B⊥平面BCD,‎ 所以A1B⊥BD,这与∠A1BD为锐角矛盾,‎ 所以直线A1B与直线CD不能垂直.学科/网 ‎6.如图,是圆的直径,点是圆上异于的点,垂直于圆所在的平面,且.‎ ‎(1)若为线段的中点,求证:平面;‎ ‎(2)求三棱锥体积的最大值;‎ ‎(3)若,点在线段上,求的最小值.‎ ‎ ‎ 又因为三棱锥的高,故三棱锥体积的最大值为.‎ ‎(3)解法一:在中,,,所以.同理,所以. ‎ 在三棱锥中,将侧面绕旋转至平面,使之与平面共面,‎ 如图所示.‎ 当共线时,取得最小值.‎ 又因为,,所以垂直平分,即为中点.‎ 从而,即的最小值为.‎ 解法二:由解法一可知,,,‎ 所以当为的中点时,与同时取得最小值.‎ 故.[来源: ]‎ 所以的最小值为. ‎

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