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上传人:2112770869 2022/3/23 文件大小:805 KB

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文档介绍

文档介绍:立体几何知识点
1.知识结构

(1)证点共线:常证明点在两个平面的交线上.
(2)证点线共面:常先据公理二及其推论确定一个平面,再证其它元素都在这个平面内.
(3)证线线平行:常用公理4、线面平行的性质、面转化为求P到平面α的距离等等.
③通过将几何体补形或分割为常见的基本几何体,通过等体积变换,使问题变为可求的转化策略.
④通过添加辅助线面,将空间问题化为平面几何问题的降维转化策略.
(3)逐步体会、掌握立体几何特有的方法.
①平移,沿平行线转移,沿平面的斜线转移,沿平面转移等.
②平行投影与中心投影,特别是正投影.
③等积变换与割补.
④展开、卷起、折叠、旋转.
数学思想与方法不是孤立的,不能截然分离开来,在数学思想指导下研究解决具体问题的方法,而研究解决问题的方法过程中又丰富了数学思想.
(4)类比的方法,类比平面几何的一些结论,可猜想立体几何的一些结论,从而提供思维的方向.
一、转化的思想
[例1] 如图所示,AB为⊙O的直径,C为⊙O上一点,AD⊥面ABC,AE⊥BD于E,AF⊥CD于F.
求证:BD⊥平面AEF.
[分析] 要证BD⊥平面AEF,已知BD⊥AE,可证BD⊥EF或AF;由已知条件可知BC⊥平面ADC,从而BC⊥AF,故关键环节就是证AF⊥平面BDC,由AF⊥DC即可获证.
[解析] ∵AB为⊙O直径,C为⊙O上一点,
∴BC⊥AC,
[点评] 证明线面垂直可转化为证线线垂直,而要证线线垂直又转化为证线面垂直,本题就是通过多次转化而获得证明的,这是证垂直问题的一个基本规律,须熟悉其转化关系.
[例2] 四棱锥P-ABCD中,侧面PAD是正三角形,且与底面垂直,又底面ABCD为矩形,E是PD中点.
(1)求证:PB∥平面ACE;
(2)若PB⊥AC,且PA=2,求三棱锥E-PBC的体积.
[解析] (1)设矩形ABCD对角线AC与BD交点为O,则O为BD中点,又E为PD中点,∴EO∥PB,
PB⊄平面ACE,EO⊂平面ACE,∴PB∥平面ACE.
(2)作PF⊥平面ABCD,垂足为F,则F在AD上,
又∵PA=PD,∴F为AD中点,连BF交AC于M,
∵PF⊥平面ABCD,AC⊂平面ABCD,∴AC⊥PF,
又AC⊥PB,PB∩PF=P,∴AC⊥平面PBF,
∴AC⊥BF,
∵AD=PA=2,∴AF=FD=1,BC=2,
[例3] 正三棱柱ABC-A1B1C1中,各棱长均为4,M,N分别是BC,CC1的中点.
(1)求证:BN⊥平面AMB1;
(2)求三棱锥B-AB1N的体积.
[分析] 线面垂直与线线垂直转化,立几问题向平几转化,等积变换.
[解析] (1)M为BC中点,△ABC为正三角形,
∴AM⊥BC,又侧面BCC1B1⊥底面ABC,
∴AM⊥平面BCC1B1,又BN⊂平面BCC1B1,
∴AM⊥BN,
在正方形BCC1B1中,M,N分别为BC,CC1中点,
∴B1M⊥BN(想一想为什么?),
∴BN⊥平面AMB1.
二、展开与折叠、旋转
[例4] 如图将无盖正方体纸盒展开,直线AB,CD在原正方体中的位置关系是
(  )
A.平行
B.相交且垂直
C.不相交也不平行
D.相交成60°
[解析] 本题是展开与折叠问题,考查空间想象能力,如图折起后,B与D点重合,AB与CD成∠ABC=60°,选D.
[答案] D
[例5] 已知Rt△BAC中,AB=AC=a,AD为斜边BC上的高,以AD为折痕使∠BDC折成直角.(如图所示)
求证:平面ABD⊥平面BDC,平面ACD⊥平面BDC.
[例6] 已知三角形ABC的边长分别是AC=3,BC=4,AB=,将此三角形旋转一周,求所得几何体的体积.
[解析] 旋转问题,以AB为轴旋转得到两个同底的圆锥组合体易求体积为
三、反证法
[例7] 求证:不在同一平面的两两相交的三条直线必共点.
[分析] 要证三线共点,只需证其中两线相交于某一点,然后再证明另一条直线也通过这一点,或通过反证法得出.
[解析] 方法1:如图,
∵a,b,c两两相交;
设a,b确定平面α,b,c确定平面γ,a,c确定平面β,且a∩b=O,
∵O∈a,∴O∈β,
∵O∈b,∴O∈γ,
∴O∈γ∩β,
∴O∈c(公理1),
∴a,b,c交于一点.
方法2:(反证法)设a∩b=O,a,b确定平面α,
若c不过O点,设a∩c=O′,b∩c=O″,
则O′∈α,O″∈α,则c⊂α,
此与a,b,c不在同一平面矛盾,∴a,b,c交于一点.
[点评] 证三线共点,先证两直线交于一点,再证另一条直线也过这一点,是常规思路,而反证法也是立体几何中经常使用的数学方法,一般步骤为:反设,作出与结论相反的假设;归谬,由所作假