啊没立体几何知识点和例题讲解
一、知识点
<一>常用结论
1.证明直线与直线的平行的思考途径:(1)转化为判定共面二直线无交点;(2)转化为二直线同与第三条直线
平行;(3)转化为线面平行;(4)转化为线面垂直;(5)转化为面面平行. 2.证明直线与平面的平行的思考途径:(1)转化为直线与平面无公共点;(2)转化为线线平行;(3)转化为面
面平行.
3.证明平面与平面平行的思考途径:(1)转化为判定二平面无公共点;(2)转化为线面平行;(3)转化为线面
垂直.
4.证明直线与直线的垂直的思考途径:(1)转化为相交垂直;(2)转化为线面垂直;(3)转化为线与另一线的
射影垂直;(4)转化为线与形成射影的斜线垂直. 5.证明直线与平面垂直的思考途径:(1)转化为该直线与平面内任一直线垂直;(2)转化为该直线与平面内相交二直线垂直;(3)转化为该直线与平面的一条垂线平行;(4)转化为该直线垂直于另一个平行平面;(5)转化为该直线与两个垂直平面的交线垂直. 6.证明平面与平面的垂直的思考途径:(1)转化为判断二面角是直二面角;(2)转化为线面垂直. 7.夹角公式 :设a=(a1,a2,a3),b=(b1,b2,b3),则cos〈a,b〉=8.异面直线所成角:cos??|cosa,b|=
a1b1?a2b2?a3b3a?a?a22212223b?b?b2212223. |a?b|?|a|?|b||x1x2?y1y2?z1z2|x?y?z?x2?y2?z2212121 b所成角,a,b分别表示异面直线a,b的方向向量) (其中?(0???90)为异面直线a,9.直线AB与平面所成角:??arcsinAB?m(m为平面?的法向量).
|AB||m|10、空间四点A、B、C、P共面?OP?xOA?yOB?zOC,且 x + y + z = 1 11.二面角??l??的平面角
??arccosm?nm?n或??arccos(m,n为平面?,?的法向量).
|m||n||m||n|12.三余弦定理:设AC是α内的任一条直线,且BC⊥AC,垂足为C,又设AO与AB所成的角为?1,AB与AC所
成的角为?2,AO与AC所成的角为?.则cos??cos?1cos?2. 13.空间两点间的距离公式 若A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),则
dA,B=|AB|?AB?AB?(x2?x1)2?(y2?y1)2?(z2?z1)2. 14.异面直线间的距离: d?|CD?n| (l1,l2是两异面直线,其公垂向量为n,C、D分别是l1,l2上任一点,|n||AB?n|(n为平面?的法向量,AB是经过面?的一条斜线,A??). |n|222d为l1,l2间的距离).
15.点B到平面?的距离:d?16.三个向量和的平方公式:(a?b?c)2?a?b?c?2a?b?2b?c?2c?a
?a?b?c?2|a|?|b|cosa,b?2|b|?|c|cosb,c?2|c|?|a|cosc,a
17. 长度为l的线段在三条两两互相垂直的直线上的射影长分别为l1、l2、l3,夹角分别为?1、?2、?3,则有
222l2?l12?l22?l32?cos2?1?cos2?2?cos2?3?1?sin2?1?sin2?2?sin2?3?2.
(立体几何中长方体对角线长的公式是其特例).
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S''18. 面积射影定理 S?.(平面多边形及其射影的面积分别是S、S,它们所在平面所成锐二面角的?).
cos?19. 球的组合体(1)球与长方体的组合体: 长方体的外接球的直径是长方体的体对角线长.(2)球与正方体的组
合体:正方体的内切球的直径是正方体的棱长, 正方体的棱切球的直径是正方体的面对角线长, 正方体的外接球的直径是正方体的体对角线长.(3) 球与正四面体的组合体: 棱长为a的正四面体的内切球的半径
为66a,外接球的半径为a. 12420. 求点到面的距离的常规方法是什么?(直接法、体积法)
21. 求多面体体积的常规方法是什么?(割补法、等积变换法) 〈二〉温馨提示:
1.直线的倾斜角、两条异面直线所成的角等时它们各自的取值范围? ① 异面直线所成的角、直线与平面所成的角、二面角的取值范围依次
.
② 直线的倾斜角、到的角、与的夹角的取值范围依次是.
〈三〉解题思路:
1、平行垂直的证明主要利用线面关系的转化:
线∥线???线∥面???面∥面 判定性质 ????线⊥线???线⊥面???面⊥面???? 线∥线???线⊥面???面∥面P ??O a
线面平行的判定
a∥b,b?面?,a???a∥面? a b ?? 线面平行的性质:
: 线面垂直:
a⊥b,a⊥c,b,c??,b?c?O?a⊥? a O α b c
? ∥面?,??面?,????b?a∥b 面面垂直:
三垂线定理(及逆定理):
a ⊥面?,a?面???⊥?
面?⊥面?,????l,aaa??,⊥l?⊥?PA⊥面?,AO为PO在?内射影,a?面?,则
a⊥OA?a⊥PO;a⊥PO?a⊥AO α a l β
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a ⊥面?,b⊥面∥??aboo (3)二面角:二面角??l??的平面角?,01???80面?⊥a,面?⊥a??∥? a b ??
2、三类角的定义及求法
(1)异面直线所成的角θ,0°<θ≤90°
(三垂线定理法:A∈α作或证AB⊥β于B,作BO⊥棱于O,连AO,则AO⊥棱l,∴∠AOB为所求。)
三类角的求法:
①找出或作出有关的角。
②证明其符合定义,并指出所求作的角。 ③计算大小(解直角三角形,或用余弦定理)。
(2)直线与平面所成的角θ,0°≤θ≤90°
=0时,b∥?或b?? ?
o
二、题型与方法
【考点透视】
不论是求空间距离还是空间角,都要按照“一作,二证,三算”的步骤来完成。 求解空间距离和角的方法有两种:一是利用传统的几何方法,二是利用空间向量。 【例题解析】
考点1 点到平面的距离
求点到平面的距离就是求点到平面的垂线段的长度,其关键在于确定点在平面内的垂足,当然别忘了转化法与等体积法的应用.
例1如图,正三棱柱ABC?A1B1C1的所有棱长都为2,D为CC1中点. (Ⅰ)求证:AB1⊥平面A1BD; (Ⅱ)求二面角A?A1D?B的大小;
C D
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B1