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1、
空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系備考策略
主標(biāo)題:空間點(diǎn)、直線、平面之間的位置關(guān)系備考策略
副標(biāo)題:通過(guò)考點(diǎn)分析高考命題方向,把握高考規(guī)律,為學(xué)生備考復(fù)習(xí)打通快速通道。
關(guān)鍵詞:點(diǎn),直線,平面,備考策略
難度:2
重要程度:4
內(nèi)容
考點(diǎn)一 平面的基本性質(zhì)及其應(yīng)用
【例1】 (1)以下四個(gè)命題中,正確命題的個(gè)數(shù)是( ).
①不共面的四點(diǎn)中,其中任意三點(diǎn)不共線;
②若點(diǎn)A,B,C,D共面,點(diǎn)A,B,C,E共面,則A,B,C,D,E共面;
③若直線a,b共面,直線a,c共面,則直線b,c共面;
④依次首尾相接的四條線段必共面.
2、
A.0 B.1 C.2 D.3
(2)在正方體ABCD-A1B1C1D1中,P,Q,R分別是AB,AD,B1C1的中點(diǎn),那么正方體的過(guò)P,Q,R的截面圖形是( ).
A.三角形 B.四邊形
C.五邊形 D.六邊形
解析 (1)①正確,可以用反證法證明;②從條件看出兩平面有三個(gè)公共點(diǎn)A,B,C,但是若A,B,C共線,則結(jié)論不正確;③不正確,共面不具有傳遞性;④不正確,因?yàn)榇藭r(shí)所得的四邊形四條邊可以不在一個(gè)平面上.
(2)如圖所示,作RG∥PQ交C1D1于G,連接QP并延長(zhǎng)與CB延長(zhǎng)線交于M,連接MR交BB1于E,連接PE,則PE,RE為截面的部分外形.
同理
3、連PQ并延長(zhǎng)交CD于N,連接NG交DD1于F,連接QF,F(xiàn)G.
∴截面為六邊形PQFGRE.
答案 (1)B (2)D
【備考策略】(1)公理1是判斷一條直線是否在某個(gè)平面的依據(jù);公理2及其推論是判斷或證明點(diǎn)、線共面的依據(jù);公理3是證明三線共點(diǎn)或三點(diǎn)共線的依據(jù).要能夠熟練用文字語(yǔ)言、符號(hào)語(yǔ)言、圖形語(yǔ)言來(lái)表示公理.
(2)畫幾何體的截面,關(guān)鍵是畫截面與幾何體各面的交線,此交線只需兩個(gè)公共點(diǎn)即可確定,作圖時(shí)充分利用幾何體本身提供的面面平行等條件,可以更快地確定交線的位置.
考點(diǎn)二 空間兩條直線的位置關(guān)系
【例2】 如圖是正四面體的平面展開圖,G,H,M,N分別為DE,BE,EF,EC的
4、中點(diǎn),在這個(gè)正四面體中,
①GH與EF平行;
②BD與MN為異面直線;
③GH與MN成60°角;
④DE與MN垂直.
以上四個(gè)命題中,正確命題的序號(hào)是________.
解析 把正四面體的平面展開圖還原.如圖所示,GH與EF為異面直線,BD與MN為異面直線,GH與MN成60°角,DE⊥MN.
答案?、冖邰?
【備考策略】 空間中兩直線位置關(guān)系的判定,主要是異面、平行和垂直的判定,對(duì)于異面直線,可采用直接法或反證法;對(duì)于平行直線,可利用三角形(梯形)中位線的性質(zhì)、平行公理及線面平行與面面平行的性質(zhì)定理;對(duì)于垂直關(guān)系,往往利用線面垂直的性質(zhì)來(lái)解決.
考點(diǎn)三 異面直線所成的角
5、
【例3】 在四棱錐P-ABCD中,底面是邊長(zhǎng)為2的菱形,∠DAB=60°,對(duì)角線AC與BD交于點(diǎn)O,PO⊥平面ABCD,PB與平面ABCD所成角為60°.
(1)求四棱錐的體積;
(2)若E是PB的中點(diǎn),求異面直線DE與PA所成角的余弦值.
審題路線 (1)找出PB與平面ABCD所成角?計(jì)算出PO的長(zhǎng)?求出四棱錐的體積.
(2)取AB的中點(diǎn)F?作△PAB的中位線?找到異面直線DE與PA所成的角?計(jì)算其余弦值.
解 (1)在四棱錐P-ABCD中,
∵PO⊥面ABCD,
∴∠PBO是PB與面ABCD所成的角,即∠PBO=60°,
∵BO=AB·sin 30°=1,
∵PO
6、⊥OB,∴PO=BO·tan 60°=,
∵底面菱形的面積S=2××22=2.
∴四棱錐P-ABCD的體積VP-ABCD=×2×=2.
(2)取AB的中點(diǎn)F,連接EF,DF,
∵E為PB中點(diǎn),∴EF∥PA,
∴∠DEF為異面直線DE與PA所成角(或其補(bǔ)角).
在Rt△AOB中,AO=AB·cos 30°==OP,∴在Rt△POA中,PA=,
∴EF=.
在正△ABD和正△PDB中,DF=DE=,
在△DEF中,由余弦定理,
得cos∠DEF=
===.
即異面直線DE與PA所成角的余弦值為.
【備考策略】(1)平移線段法是求異面直線所成角的常用方法,其基本思路是通過(guò)平移直線,把異面問(wèn)題化歸為共面問(wèn)題來(lái)解決,具體步驟如下:
①平移:平移異面直線中的一條或兩條,作出異面直線所成的角;
②認(rèn)定:證明作出的角就是所求異面直線所成的角;
③計(jì)算:求該角的值,常利用解三角形;
④取舍:由異面直線所成的角的取值范圍是,當(dāng)所作的角為鈍角時(shí),應(yīng)取它的補(bǔ)角作為兩條異面直線所成的角.
(2)求異面直線所成的角要特別注意異面直線之間所成角的范圍.