2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題6 立體幾何 教案 文.doc
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2019-2020年高考數(shù)學(xué)二輪復(fù)習(xí) 專題6 立體幾何 教案 文 【重點(diǎn)知識(shí)回顧】 穩(wěn)定中有所創(chuàng)新,由知識(shí)立意轉(zhuǎn)為能力立意 (1) 考查重點(diǎn)及難點(diǎn)穩(wěn)定:高考始終把空間直線與直線、直線與平面、平面與平面的平行與垂直的性質(zhì)與判定,以及求線面角、二面角等知識(shí)都是重點(diǎn)考查的內(nèi)容,其中線線角、線面角、二面角的求解更是重中之重在難度上平穩(wěn)過(guò)渡,始終以中等偏難為主。實(shí)行新課程的高考,在求穩(wěn)的同時(shí)注重創(chuàng)新高考創(chuàng)新,主要體現(xiàn)在命題的立意和思路上注重對(duì)學(xué)生能力的考查 (2)空間幾何體中的三視圖仍是高考的一個(gè)重要知識(shí)點(diǎn)解答題的考查形式仍要注重在一個(gè)具體立體幾何模型中考查線面的關(guān)系 (3)使用,“向量”仍將會(huì)成為高考命題的熱點(diǎn),一般選擇題、填空題重在考查向量的概念、數(shù)量積及其運(yùn)算律在有些立體幾何的解答題中,建立空間直角坐標(biāo)系,以向量為工具,利用空間向量的坐標(biāo)和數(shù)量積解決直線、平面問(wèn)題的位置關(guān)系、角度、長(zhǎng)度等問(wèn)題,比用傳統(tǒng)立體幾何的方法簡(jiǎn)便快捷,空間向量的數(shù)量積及坐標(biāo)運(yùn)算仍是xx年高考命題的重點(diǎn) (4)支持新課改,在重疊部分做文章,在知識(shí)交匯點(diǎn)處命題 立體幾何中平行、垂直關(guān)系證明的思路清楚嗎? 平行垂直的證明主要利用線面關(guān)系的轉(zhuǎn)化: 線面平行的判定: 線面平行的性質(zhì): 三垂線定理(及逆定理): 線面垂直: 面面垂直: 三類角的定義及求法 (1)異面直線所成的角θ,0<θ≤90 (2)直線與平面所成的角θ,0≤θ≤90 (三垂線定理法:A∈α作或證AB⊥β于B,作BO⊥棱于O,連AO,則AO⊥棱l,∴∠AOB為所求。) 三類角的求法: ①找出或作出有關(guān)的角。 ②證明其符合定義,并指出所求作的角。 ③計(jì)算大?。ń庵苯侨切危蛴糜嘞叶ɡ恚?。 點(diǎn)與點(diǎn),點(diǎn)與線,點(diǎn)與面,線與線,線與面,面與面間距離。 將空間距離轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)的距離,構(gòu)造三角形,解三角形求線段的長(zhǎng)(如:三垂線定理法,或者用等積轉(zhuǎn)化法)。 如:正方形ABCD—A1B1C1D1中,棱長(zhǎng)為a,則: (1)點(diǎn)C到面AB1C1的距離為___________; (2)點(diǎn)B到面ACB1的距離為____________; (3)直線A1D1到面AB1C1的距離為____________; (4)面AB1C與面A1DC1的距離為____________; (5)點(diǎn)B到直線A1C1的距離為_____________。 你是否準(zhǔn)確理解正棱柱、正棱錐的定義并掌握它們的性質(zhì)? 正棱柱——底面為正多邊形的直棱柱 正棱錐——底面是正多邊形,頂點(diǎn)在底面的射影是底面的中心。 正棱錐的計(jì)算集中在四個(gè)直角三角形中: 它們各包含哪些元素? 球有哪些性質(zhì)? (2)球面上兩點(diǎn)的距離是經(jīng)過(guò)這兩點(diǎn)的大圓的劣弧長(zhǎng)。為此,要找球心角! (3)如圖,θ為緯度角,它是線面成角;α為經(jīng)度角,它是面面成角。 (5)球內(nèi)接長(zhǎng)方體的對(duì)角線是球的直徑。正四面體的外接球半徑R與內(nèi)切球半徑r之比為R:r=3:1。 【典型例題】 1, 空間幾何體及三視圖 例1.用一些棱長(zhǎng)為1cm的小正方體碼放成一個(gè)幾何體,圖1為其俯視圖,圖2為其主視圖則這個(gè)幾何體的體積最大是 7 cm3. 圖1(俯視圖) 圖2(主視圖) 例2.一個(gè)多面體的直觀圖及三視圖如圖所示,則多面體的體積為 ▲ . 例4.右圖是由一些相同的小正方體構(gòu)成的幾何體的三視圖,這些相同的小正方體共有▲ 個(gè).5 例5.如果一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示(單位長(zhǎng)度: cm), 則此幾何體的表面積是 。 主視圖 俯視圖 左視圖 2 俯視圖 主視圖 左視圖 2 1 2 例 6.矩形ABCD中,AB=4,BC=3,沿AC將矩形ABCD折成一個(gè)直二面角B-AC-D,則四面體ABCD的外接球的體積為 例7.一個(gè)幾何體的三視圖中,正視圖和側(cè)視圖都是矩形,俯視圖是等腰直角三角形(如圖),根據(jù)圖中標(biāo)注的長(zhǎng)度,可以計(jì)算出該幾何體的表面積是 12+4 . 2.平行與垂直 例8.已知:正方體,,E為棱的中點(diǎn). ⑴求證:; ⑵求證:平面;⑶求三棱錐的體積 證明:連結(jié),則//, ∵是正方形,∴. ∵面,∴. 又,∴面. ∵面,∴, ∴. ⑵證明:作的中點(diǎn)F,連結(jié). ∵是的中點(diǎn),∴, ∴四邊形是平行四邊形,∴ . ∵是的中點(diǎn),∴, 又,∴. ∴四邊形是平行四邊形,//, ∵,, ∴平面面. 又平面,∴面 例A B C D E 9. 多面體中,,,,。 (1)求證:; (2)求證: 證明:(1)∵ ∴ (2)令中點(diǎn)為,中點(diǎn)為,連結(jié)、 ∵是的中位線 ∴ A B C D E M N 又∵ ∴ ∴ ∴ ∵為正 ∴ ∴ 又∵, ∴四邊形為平行四邊形 ∴ ∴ 例10.如圖四邊形是菱形,平面, 為的中點(diǎn). 求證: ⑴ ∥平面; B A C D P Q O ⑵ 平面平面. 解:證:設(shè) ,連 ⑴ ∵為菱形, ∴ 為中點(diǎn),又為中點(diǎn)。 ∴∥ 又 , ∴∥ ⑵ ∵為菱形, ∴, 又∵, ∴ 又 ∴ 又 ∴ 3.距離與角 例11.已知所在的平面互相垂直,且AB=BC=BD,,求: ⑴.直線AD與平面BCD所成角的大?。? ⑵.直線AD與直線BC所成角的大??; ⑶.二面角A-BD-C的余弦值. ⑴如圖,在平面ABC內(nèi),過(guò)A作AH⊥BC,垂足為H, 則AH⊥平面DBC,∴∠ADH即為直線AD與平面BCD所成的角 由題設(shè)知△AHB≌△AHD,則DH⊥BH,AH=DH,∴∠ADH=45 ⑵∵BC⊥DH,且DH為AD在平面BCD上的射影, ∴BC⊥AD,故AD與BC所成的角為90 ⑶過(guò)H作HR⊥BD,垂足為R,連結(jié)AR,則由三垂線定理知,AR⊥BD,故∠ARH為二面角A—BD—C的平面角的補(bǔ)角 設(shè)BC=a,則由題設(shè)知,AH=DH=,在△HDB中,HR=a,∴tanARH==2 故二面角A—BD—C的余弦值的大小為 【點(diǎn)評(píng)】:本題著眼于讓學(xué)生掌握通性通法。幾何法在書寫上體現(xiàn):“作出來(lái)、證出來(lái)、指出來(lái)、算出來(lái)、答出來(lái)”五步。斜線和平面所成的角是一個(gè)直角三角形所成的銳角,它的三條邊分別是平面的垂線段、斜線段及斜線段在平面內(nèi)的射影。因此求直線和平面所成的角,幾何法一般先定斜足、再作垂線找射影、通過(guò)解直角三角形求解;向量法則利用斜線和射影的夾角或考慮法向量,設(shè) 為直線與平面所成的角,為直線的方向向量與平面的法向量之間的夾角,則有或(如圖) 特別地 時(shí),,;時(shí), ,或。 ⑴用兩面垂直的性質(zhì)作垂線,找垂足的位置作出線面角,⑵利用三垂線定理證,⑶利用對(duì)稱性定義法作二面角 【變式與拓展】如圖,BCD是等腰直角三角形,斜邊CD的長(zhǎng)等于點(diǎn)P到BC的距離,D是P在平面BCD上的射影. ⑴.求PB與平面BCD所成角; ⑵.求BP與平面PCD所成的角. 【解法】 ⑴. PD⊥平面BCD,∴BD是PB在平面BCD內(nèi)的射影, ∴∠PBD為PB與平面BCD所成角,BD⊥BC, 由三垂線定理得BC⊥BD,∴BP=CD,設(shè)BC=a, 則BD=a,BP=CD=a∴在Rt△BPD中, cos∠DBP= ∴∠DBP=45, 即PB與平面BCD所成角為45. ⑵.過(guò)B作BE⊥CD于E,連結(jié)PE,PD⊥平面BCD得PD⊥BE,∴BE⊥平面PCD, ∴∠BPE為BP與平面PCD所成的角,在Rt△BEP中,BE=a, BP=a,∴∠BPE=30 即BP與平面PCD所成角為30 例12.在四棱錐P-ABCD中,已知ABCD為矩形,PA ⊥平面ABCD,設(shè)PA=AB=a,BC=2a,求二面角B-PC-D的大小 B D P C A B D P C A 解析一 E F B D P C A 解析三 E F G B D P C A 解析二 M N Q 解析1.定義法 過(guò)D作DE ⊥PC于E,過(guò)E作EF ⊥PC于F,連接FD,由二面角的平面角的定義可知是所求二面角B-PC-D的平面角。求解二面角B-PC-D的大小只需解△DEF即可 【解法一】過(guò)D作DE ⊥PC于E,過(guò)E作EF ⊥PC于F,連接FD,由二面角的平面角的定義可知是所求二面角B-PC-D的平面角 在四棱錐P-ABCD中, PA ⊥平面ABCD且ABCD為矩形,∵AD⊥DC∴PD⊥DC ∵PA=a,AD=BC=2a,∴PD=,PC=,DE=,CE= 同理在Rt△PBC中,, 在Rt△EFC中,FC=, 在Rt△DFC中,DF=, 在△DEF中由余弦定理cos= 所求二面角B-PC-D的余弦值為 解析2.垂面法 易證面PAB⊥面PBC,過(guò)A作AM ⊥BP于M,顯然AM ⊥面PBC,從而有AM ⊥PC,同法可得AN ⊥PC,再由AM與AN相交與A得PC ⊥面AMN。設(shè)面AMN交PC于Q,則為二面角B-PC-D的平面角;再利用三面角公式可解 【解法二】略 解析3.利用三垂線求解 把四棱錐P-ABCD補(bǔ)成如圖的直三棱柱PAB-EDC,顯然二面角E-PC-D與二面角D-PC-B互補(bǔ),轉(zhuǎn)化為求二面角E-PC-D。 易證面PEDA ⊥PDC,過(guò)E作EF ⊥ PD于F,顯然PF ⊥面PDC,在面PCE內(nèi),過(guò)E作EG ⊥PC于G,連接GF,由三垂線得GF⊥ PC 即為二面角E-PC-D的平面角,只需解△EFG即可 B D P C A 解析四 E F 解析4.在面PDC內(nèi),分別過(guò)D、B作DE ⊥PC 于E, BF ⊥PC于F,連接EF即可。 利用平面知識(shí)求BF、EF、DE的長(zhǎng)度, 再利用空間余弦定理求出q 即可 【點(diǎn)評(píng)】.用幾何法求二面角的方法比較多,常見(jiàn)的有: (1)定義法, 在棱上的點(diǎn)分別作棱的垂線,如解析1 (2)三垂線求解 ,在棱上的點(diǎn)分別作棱的垂線,如解析2 (3)垂面法, 在棱上的點(diǎn)分別作棱的垂線,如解析3 用幾何法將二面角轉(zhuǎn)化為其平面角,要掌握以下三種基本做法:①直接利用定義,圖(1).②利用三垂線定理及其逆定理,圖 (2).最常用。③作棱的垂面,圖(3). A O B M N a b a b A O P A B O P a b (1) (2) (3) 【模擬演練】 一、選擇 1.已知正方體外接球的體積是,那么正方體的棱長(zhǎng)為( ) A. B. C. D. 2.一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示,已知側(cè)視圖是一個(gè)等腰三角形, 根據(jù)圖中尺寸(單位:),可知這個(gè)幾何體的體積是( ) A. B. C. D. 4.已知、是不重合的直線,、、是兩兩不重合的平面,給出下列命題:①若則;②若,則;③若,;④若其中真命題的序號(hào)為 ( ) A ①② B ①③ C ①④ D ②④ 5. 在正三棱錐中,分別為、的中點(diǎn),若與所成的角為,則與所成的角為( ) A. B. C. D. 7.已知直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC,M、N分別是A1B1,AB的中點(diǎn),P點(diǎn)在線段上,則與平面的位置關(guān)系是 ( ) A.垂直 B.平行 C.相交但不垂直 D. 要依P點(diǎn)的位置而定 11. 如圖所示,設(shè)地球半徑為,點(diǎn)在赤道上,為地心,點(diǎn)在北緯30的緯線(為其圓心)上,且點(diǎn),,共面,點(diǎn)、、共線 若,則異面直線與所成角的正弦值為 ( ) A. B. C. D. 二、填空 13.已知一個(gè)正四棱柱內(nèi)接于球,該正四棱柱高為3,體積為24,則這個(gè)球的表面積是 。 14.若直線l與平面 所成角為,直線a在平面內(nèi),且與直線l異面,則直線l與直線a所成的角的取值范圍是 。 三解答題 17.(本題滿分12分) 如圖所示,在四棱錐中,底面為平行四邊形,,平面,點(diǎn)是的中點(diǎn)。 (1)求證:平面平面; (2)求證:。 18. (本小題滿分12分) 如圖所示,矩形中,G是對(duì)角線AC,BD的交點(diǎn),, ,F(xiàn)為CE上的點(diǎn),且,連接FG. ⑴求證:; ⑵求證://; ⑶求三棱錐的體積. 19.如圖,四棱錐的底面為直角梯形, ABCD,?!? (Ⅰ)求證: (Ⅱ)求二面角的大小 專題訓(xùn)練答案 1.B 解析:由正方體對(duì)角線得到直徑可知,,所以棱長(zhǎng)為。 2.A 解析:由三視圖可知該幾何體的底面是底邊為6,高是4的等腰三角形,該幾何體的高為5,所以。 4.D解析:①只有、相交才正確,所以①錯(cuò)誤;②正確;③l還需與、的交線垂直,錯(cuò)誤;④由平面與平面平行的性質(zhì)定理可知正確,選D. 5.C 解析:由正三棱錐的對(duì)應(yīng)棱互相垂直,得。取的中點(diǎn),連,則,所以△是直角三角形,與所成的角為,就是∠=,從而∠=,即與所成的角為,故選C。 7.B 解析:由題設(shè)知B1M∥AN且B1M=AN,四邊形ANB1M是平行四邊形, 故B1N∥AM,B1N∥AMC1平面.又C1M∥CN,得CN∥平面AMC1,則平面B1NC∥AMC1,平面AMC1,∴∥平面B1NC。 11.C 解析:分別以所在直線為x軸、y軸、z軸建立空間直角坐標(biāo)系,易得A(0,R,0),B(R,0,0),C(0,,D(0,0,R),所以, 故選C。 13. 解析:正四棱柱高為3,體積為24,底面積為8,正方形邊長(zhǎng)為2,正四棱柱的對(duì)角線長(zhǎng)即球的直徑為5,∴ 球的半徑為,球的表面積是。 14.;解析:因?yàn)橹本€l是平面的斜線,斜線與平面所成的角,是這條斜線和這個(gè)平面內(nèi)的直線所成的一切角中最小的角,故a與l所成的角大于或等于;又因?yàn)楫惷嬷本€所成的角不大于. 17、證明:(1)平面,平面,。 2分 又,平面,平面, 平面,平面,平面平面。 6分 (2)連結(jié)交于點(diǎn),并連結(jié),四邊形為平行四邊形 ∴為的中點(diǎn), 又為的中點(diǎn)。 8分 ∴在中為中位線, ,平面, 平面,,。 12分 18、解:(1)證明:∵, ∴,∴, 2分 又∵,∴ , 4分 又∵ ∴.,,。 5分 ⑵證明:∵,∴,又 ∴是的中點(diǎn),又易知是的中點(diǎn), ∴在△中,,又, ∴. 9分 ⑶由⑵知且, . ∴∴, 又∵,∴,∴在中,。 ∴在, ∴在。 12分 解析:(Ⅰ)如圖,建立坐標(biāo)系, 則,,,,, ,,, , 2分 ,,又,平面 6分 (Ⅱ)設(shè)平面的法向量為, 則,, 又,, 解得 。 8分 平面的法向量取為, ,?!? 二面角的大小為?!? 12分 .精品資料。歡迎使用。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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