2024年高考文科数学《立体几何》题型归纳与训练
【题型归纳】
题型一 立体几何证明
例1 如图五面体中,四边形ABCD是矩形,AD?面ABEF,
AB//EF,AD?1,AB?1EF?22, 2AF?BE?2,P、Q、M分别为AE、BD、EF的中点.
(1)求证:PQ//面BCE; (2)求证:AM?面ADF. 【答案】 见解析 【解析】(1)连结AC.
因为四边形ABCD是矩形,且Q为BD的中点,所以Q为AC的中点. 又因为P为AE的中点,所以PQ//EC, 又因为PQ?面BCE,EC?面BCE,所以PQ//面BCE. (2)取EF的中点M,连结AM.
因为AB//EM,且QB?EM?22, 所以四边形ABEM为平行四边形, 所以AM//BE,且AM?BE?2. 在?AMF中,AM?AF?2,MF?22. 所以AM?AF?MF,故AM?AF. 由AD?面ABEF,得AD?AM, 因为ADIAF?A,所以AM?面ADF. 【易错点】定理证明所用知识点不清楚
【思维点拨】证明几何体中的线面平行与垂直关系时,要注意灵活利用空间几何体的结构特征,抓住其中的平行与垂直关系.
如该题中的(1)问需要利用五面体中的面ABCD是矩形,根据对角线的性质确定线段BD与AC的中点. (2)问中利用勾股定理验证线线垂直关系,这些都是证明空间平行与垂直关系的基础.
222例2 在平行六面体ABCD?A1B1C1D1中,AA1?AB,AB1?B1C1.
D1A1B1C1A求证:(1)AB∥平面A1B1C;
(2)平面ABB1A1?平面A1BC.
【答案】 见解析
DBC
【解析】(1)在平行六面体ABCD?A1B1C1D1中,AB∥A1B1.
因为AB?平面A1B1C,A1B1?平面A1B1C,所以AB∥平面A1B1C.
D1A1B1C1ADBC
(2)在平行六面体ABCD?A1B1C1D1中,四边形ABB1A1为平行四边形. 又因为AA1?AB,所以四边形ABB1A1为菱形,因此AB1⊥A1B. 又因为AB1⊥B1C1,BC∥B1C1,所以AB1⊥BC.
又因为A1BIBC=B,A1B?平面A1BC,BC?平面A1BC,所以AB1⊥平面A1BC. 因为AB1?平面ABB1A1,所以平面ABB1A1⊥平面A1BC. 【易错点】定理证明所用知识点不清楚
【思维点拨】证明几何体中的线面平行与垂直关系时,要注意灵活利用空间几何体的结构特征,抓住其中的平行与垂直关系.
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题型二 立体几何体积求解
例1 如图所示,在三棱锥V?ABC中,平面VAB?平面ABC,三角形VAB为等边三角形,AC?BC,且AC?BC?2,O,M分别为AB,VA的中点. (1)求证:VB//平面MOC. (2)求证:平面MOC?平面 VAB. (3)求三棱锥V?ABC的体积.
【答案】 见解析
【解析】(1)依题意,O,M分别为AB,VA的中点,则OM是△VAB的中位线, 所以OM//VB,OM?平面MOC,VB?平面MOC,故VB//平面MOC. (2)因为在△ABC中,AC?BC,且O为AB的中点,所以OC?AB, 又平面VAB?平面ABC,平面VABI平面ABC?AB,OC?平面ABC, 所以OC?平面VAB,又OC?平面MOC,故平面MOC?平面VAB. (3)由(2)知,OC?平面VAB, 所以VV?ABC?VC?VAB?ACMVOB11323S△VAB?OC???2?1? 3343【易错点】定理证明所用知识点不清楚
【思维点拨】证明几何体中的线面平行与垂直关系时,要注意灵活利用空间几何体的结构特征,抓住其中的平行与垂直关系.
例2 如图所示,在三棱锥P–ABC中,PA?AB,PA?BC,AB?BC,PA?AB?BC?2,D为线段AC的中点,E为线段PC上一点. (1)求证:PA?BD;
(2)求证:平面BDE?平面PAC;
(3)当PA//平面BDE时,求三棱锥E–BCD的体积. 【答案】 见解析
【解析】(1)因为PA?AB,所以PA?平面ABC.又因为BD?平面ABC,PA?BC ,ABIBC?B,所以PA?BD.
(2)因为AB?BC,AB?BC,D为线段AC的中点,所以在等腰Rt△ABC中,BD?AC.又
ABPEDCPA?BD,PAIAC?A,由(1)可知,所以BD?平面PAC.由E为线段PC上一点,则DE?平面PAC,