立体几何部分题

发布 2022-10-11 06:12:28 阅读 3391

一、安徽试题。

16)已知在同一个球面上, 若。

则两点间的球面距离是。

解: 如图,易得,,,则此球内接长方体三条棱长为ab、bc、cd(cd的对边与cd等长),从而球外接圆的直径为,r=4则bc与球心构成的大圆如图,因为△obc为正三角形,则b,c两点间的球面距离是。

4).已知是因为,选b。。

两条不同直线,是三个不同平面,下列命题中正确的是( )

ab. cd.

解: 均为直线,其中平行,可以相交也可以异面,故a不正确;

m,n⊥α则同垂直于一个平面的两条直线平行;选d。

18).(本小题满分12分。

如图,在四棱锥中,底面四边长为1的菱形,, 为的中点,为的中点。

ⅰ)证明:直线;

ⅱ)求异面直线ab与md所成角的大小;

ⅲ)求点b到平面ocd的距离。

方法一(综合法)

(1)取ob中点e,连接me,ne又。

为异面直线与所成的角(或其补角)

作连接, 所以与所成角的大小为。

(3)点a和点b到平面ocd的距离相等,连接op,过点a作。

于点q, 又,线段aq的长就是点a到平面ocd的距离, ,所以点b到平面ocd的距离为。

方法二(向量法)

作于点p,如图,分别以ab,ap,ao所在直线为轴建立坐标系。

设平面ocd的法向量为,则。

即。取,解得。

2)设与所成的角为,与所成角的大小为。

3)设点b到平面ocd的距离为,则为在向量上的投影的绝对值,由, 得。所以点b到平面ocd的距离为。

3).已知是两条不同直线,是三个不同平面,下列命题中正确的是( )

a. b.

cd. 解:定理:垂直于一个平面的两条直线互相平行,故选b。

16)已知点在同一个球面上, 若,则两点间的球面距离是。

解:如图,易得,,,则此球内接长方体三条棱长为ab、bc、cd(cd的对边与cd等长),从而球外接圆的直径为,r=4则bc与球心构成的大圆如图,因为△obc为正三角形,则b,c两点间的球面距离是。

19).(本小题满分12分。

如图,在四棱锥中,底面四边长为1的菱形,, 为的中点。

ⅰ)求异面直线ab与md所成角的大小;

ⅱ)求点b到平面ocd的距离。

解:方法一(综合法)

为异面直线与所成的角(或其补角)

作连接,所以与所成角的大小为。

2)点a和点b到平面ocd的距离相等,连接op,过点a作于点q,又,线段aq的长就是点a到平面ocd的距离, ,所以点b到平面ocd的距离为。

方法二(向量法)

作于点p,如图,分别以ab,ap,ao所在直线为轴建立坐标系。

1)设与所成的角为,

与所成角的大小为。

设平面ocd的法向量为,则。

即。取,解得。

设点b到平面ocd的距离为,则为在向量上的投影的绝对值,.

所以点b到平面ocd的距离为。

二、北京试题。

8.如图,动点在正方体的对角线上.过点作垂直于平面的直线,与正方体表面相交于.设,,则函数的图象大致是( )

标准答案】: b

16.(本小题共14分)

如图,在三棱锥中,,,

ⅰ)求证:;

ⅱ)求二面角的大小;

ⅲ)求点到平面的距离.

标准答案】: 见后)

高考考点】: 直线与直线的垂直,二面角,点面距离。

三、 福建试题。

6)如图,在长方体abcd-a1b1c1d1中,ab=bc=2,aa1=1,则bc1与平面bb1d1d所成角的正弦值为 ab.

cd. 解:连与交与o点,再连bo,则为bc1与平面bb1d1d所成角。,

15)若三棱锥的三个侧两两垂直,且侧棱长均为,则其外接球的表面积是

解:依题可以构造一个正方体,其体对角线就是外接球的直径。

18)(本小题满分12分)

如图,在四棱锥p-abcd中,则面pad⊥底面abcd,侧棱pa=pd=,底面abcd为直角梯形,其中bc∥ad,ab⊥ad,ad=2ab=2bc=2,o为ad中点。

ⅰ)求证:po⊥平面abcd;

ⅱ)求异面直线pd与cd所成角的大小;

ⅲ)线段ad上是否存在点q,使得它到平面pcd的距离为?若存在,求出的值;若不存在,请说明理由。

解法一:(ⅰ)证明:在△pad中pa=pd,o为ad中点,所以po⊥ad,又侧面pad⊥底面abcd,平面平面abcd=ad,平面pad,所以po⊥平面abcd.

ⅱ)连结bo,在直角梯形abcd中、bc∥ad,ad=2ab=2bc,有od∥bc且od=bc,所以四边形obcd是平行四边形,所以ob∥dc.

由(ⅰ)知,po⊥ob,∠pbo为锐角,所以∠pbo是异面直线pb与cd所成的角。

因为ad=2ab=2bc=2,在rt△aob中,ab=1,ao=1,所以ob=,在rt△poa中,因为ap=,ao=1,所以op=1,在rt△pbo中,tan∠pbo=

所以异面直线pb与cd所成的角是。

ⅲ)假设存在点q,使得它到平面pcd的距离为。

设qd=x,则,由(ⅱ)得cd=ob=,在rt△poc中,所以pc=cd=dp,

由vp-dqc=vq-pcd,得2,所以存在点q满足题意,此时。

解法二:ⅰ)同解法一。

ⅱ)以o为坐标原点,的方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系o-xyz,依题意,易得a(0,-1,0),b(1,-1,0),c(1,0,0),d(0,1,0),p(0,0,1),所以。

所以异面直线pb与cd所成的角是arccos,(ⅲ假设存在点q,使得它到平面pcd的距离为,由(ⅱ)知。

设平面pcd的法向量为n=(x0,y0,z0).

则所以即,取x0=1,得平面pcd的一个法向量为n=(1,1,1).

设由,得。解y=-或y= (舍去),此时,所以存在点q满足题意,此时。

6)如图,在长方体abcd-a1b1c1d1中, ab=bc=2,aa1=1,则ac1与平面a1b1c1d1所成角的正弦值为。

a. b. c. d.

解:连,则为ac1与平面a1b1c1d1所成角,又。

15)若三棱锥的三条侧棱两两垂直,且侧棱长均为,则其外接球的表面积是 .

解:依题可以构造一个正方体,其体对角线就是外接球的直径。

如图,在四棱锥p—abcd中,侧面pad⊥底面abcd,侧棱pa=pd=,底面abcd为直角梯形,其中bc∥ad,ab⊥ad,ad=2ab=2bc=2,o为ad中点。

ⅰ)求证:po⊥平面abcd;

ⅱ)求异面直线pb与cd所成角的余弦值;

ⅲ)求点a到平面pcd的距离。

解:本小题主要考查直线与平面的位置关系、异面直线所成角、点到平面的距离等基本知识,考查空间想象能力,逻辑思维能力和运算能力。

解法一:ⅰ)证明:在△pad卡中pa=pd,o为ad中点,所以po⊥ad.

又侧面pad⊥底面abcd,平面pad∩平面abcd=ad,po平面pad,所以po⊥平面abcd.

ⅱ)连结bo,在直角梯形abcd中,bc∥ad,ad=2ab=2bc,有od∥bc且od=bc,所以四边形obcd是平行四边形,所以ob∥dc.

由(ⅰ)知po⊥ob,∠pbo为锐角,所以∠pbo是异面直线pb与cd所成的角。

因为ad=2ab=2bc=2,在rt△aob中,ab=1,ao=1,所以ob=,在rt△poa中,因为ap=,ao=1,所以op=1,在rt△pbo中,pb=,cos∠pbo=,所以异面直线pb与cd所成的角的余弦值为。

ⅲ)由(ⅱ)得cd=ob=,在rt△poc中,pc=,所以pc=cd=dp,s△pcd=·2=.

又s△=设点a到平面pcd的距离h,由vp-acd=va-pcd,得s△acd·op=s△pcd·h,即×1×1=××h,解得h=.

解法二:ⅰ)同解法一,ⅱ)以o为坐标原点,的方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向,建立空间直角坐标系o-xyz.

则a(0,-1,0),b(1,-1,0),c(1,0,0),d(0,1,0),p(0,0,1).

所以,所以异面直线pb与cd所成的角的余弦值为,ⅲ)设平面pcd的法向量为n=(x0,y0,x0),由(ⅱ)知=(-1,0,1),=1,1,0),则 n·=0,所以 -x0+ x0=0,n·=0, -x0+ y0=0,

即x0=y0=x0,

取x0=1,得平面的一个法向量为n=(1,1,1).

又=(1,1,0).

从而点a到平面pcd的距离d=

四、广东试题。

5.将正三棱柱截去三个角(如图1所示分别是三边的中点)得到几何体如图2,则该几何体按图2所示方向的侧视图(或称左视图)为( a )

解析】解题时在图2的右边放扇墙(心中有墙),可得答案a.

20.(本小题满分14分)

如图5所示,四棱锥的底面是半径为的圆的内接四边形,其中是圆的直径,,,垂直底面,,分别是上的点,且,过点作的平行线交于.

1)求与平面所成角的正弦值;(2)证明:是直角三角形;

3)当时,求的面积.

解析】(1)在中,,

而pd垂直底面abcd,

在中,,即为以为直角的直角三角形。

设点到面的距离为,由有,即。

2),而,即,是直角三角形;

3)时, ,即,的面积。

7.将正三棱柱截去三个角(如图1所示a、b、c分。

别是三边的中点)得到的几何体如图2,则。

该几何体按图2所示方向的侧视图(或称左视图)为。

解析】解题时在图2的右边放扇墙(心中有墙),可得答案a.

18.(本小题满分14分)

如图5所示,四棱锥p-abcd的底面abcd是半径为r的圆的内接四边形,其中bd是圆的直径,。

1)求线段pd的长;

2)若,求三棱锥p-abc的体积。

解析】(1) bd是圆的直径又 ,

(2 ) 在中,

又。底面abcd

三棱锥的体积为。

四、 宁夏试题。

12.某几何体的一条棱长为,在该几何体的正视图中,这条棱的投影是长为的线段,在该几何体的侧视图与俯视图中,这条棱的投影分别是长为a和b的线段,则a+b的最大值为( )

立体几何部分

1.已知中,面,求证 面 证明1分。又面4分。面7分。10分。又。面12分。2.已知三棱锥s abc中,abc 90 侧棱sa 底面abc,点a在棱sb和sc上的射影分别是点e f。求证ef sc。分析 a e f三点不共线,af sc,要证ef sc,只要证sc 平面aef,只要证sc ae 如图...

立体几何题

1 如图,四边形abcd是边长为1的正方形,且md nb 1,e为bc的中点。段an上是否存在点s,使得es平面amn?若存在,求线段as的长 若不存在,请说明理由。2正方形所在平面与平面四边形所在平面互相垂直,是等腰直角三角形,i 求证 ii 设线段的中点为,在直线上是否存在一点,使得?若存在,请...

立体几何题

17 本小题满分13分 直三棱柱abc a1b1c1中,acb 120 ac cb a1a 1,d1是a1b1上一动点 可。以与a1或b1重合 过d1和c1c的平面与ab交于d.证明bc 平面ab1c1 若d1为a1b1的中点,求三棱。锥b1 c1ad1的体积 求二面角d1 ac1 c的取值范围。1...