高考数学立体几何部分典型例题

发布 2022-10-11 09:22:28 阅读 2239

(一)1.某几何体的三视图如图(其中侧视图中的圆弧是半圆),则该几何体的表面积为( )

a.92+14π b.82+14π

c.92+24π d.82+24π

命题意图:考察空间几何体的三视图,三视图为载体考察面积。

易错点:(1)三视图很难还原成直观图(2)公式及数据计算错误。

解析由三视图可知:原几何体为一个长方体上面放着半个圆柱,其中长方体的长宽高分别为5,4,4,圆柱的底面半径为2,高为5,所以该几何体的表面积为:s=5×4+2×4×4+2×5×4+π×22+π×2×5×2=92+14π.

答案 a2.(本小题满分12分)命题人:贺文宁。

如图所示,平面abcd⊥平面bcef,且四边形abcd为矩形,四边形bcef为直角梯形,bf∥ce,bc⊥ce,dc=ce=4,bc=bf=2.(12分)

1)求证:af∥平面cde;

2)求平面ade与平面bcef所成锐二面角的余弦值;

3)求直线ef与平面ade所成角的余弦值.

命题意图:线面平行的位置关系,线面角、二面角的求法。

易错点:(1)直接建系,不去证明三条线两两垂直(2)数据解错(3)线面角求成正弦值。

1)证明法一取ce的中点为g,连接dg,fg.

bf∥cg且bf=cg,四边形bfgc为平行四边形,则bc∥fg,且bc=fg.

四边形abcd为矩形1分。

bc∥ad且bc=ad,∴fg∥ad且fg=ad,四边形afgd为平行四边形,则af∥dg.

dg平面cde,af平面cde,af∥平面cde3分。

(2)解 ∵四边形abcd为矩形,∴bc⊥cd,又∵平面abcd⊥平面bcef,且平面abcd∩平面bcef=bc,bc⊥ce,∴dc⊥平面bcef4分。

以c为原点,cb所在直线为x轴,ce所在直线为y轴,cd所在直线为z轴建立如图所示的空间直角坐标系5分。

根据题意我们可得以下点的坐标:

a(2,0,4),b(2,0,0),c(0,0,0),d(0,0,4),e(0,4,0),f(2,2,0),则=(-2,0,0),=0,4,-4).

设平面ade的一个法向量为n1=(x1,y1,z1),则。

取z1=1,得n1=(0,1,1).

dc⊥平面bcef7分。

平面bcef的一个法向量为=(0,0,4).

设平面ade与平面bcef所成锐二面角的大小为α,则cos α=因此,平面ade与平面bcef所成锐二面角的余弦值为9分。

3)解根据(2)知平面ade的一个法向量为。

n1=(0,1,1),∵2,-2,0),cos 〈,n110分。

设直线ef与平面ade所成的角为θ,则cos θ=sin 〈,n1〉|=因此,直线ef与平面ade所成角的余弦值为12分。

二)1.某几何体三视图如图所示,则该几何体的体积为 (

a.8-2π b.8-π c.8- d.8-

命题意图:考察空间几何体的三视图,三视图为载体考察体积。

易错点:(1)三视图很难还原成直观图(2)公式及数据计算错误。

解析这是一个正方体切掉两个圆柱后得到的几何体,且该几何体的高为2,v=23-×π1×2=8-π,故选b.

答案 b2. (本小题满分12分)命题人:贺文宁。

如图所示,四边形abcd是边长为1的正方形,md⊥平面abcd,nb⊥平面abcd,且md=nb=1,e为bc的中点.

1)求异面直线ne与am所成角的余弦值;

2)**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.

命题意图:异面直线所成角;利用空间向量解决探索性问题。

易错点:(1)异面直线所成角容易找错(2)异面直线所成角的范围搞不清。

3)利用空间向量解决探索性问题,找不到突破口。

解 (1)如图以d为坐标原点,建立空间直角坐标系d-xyz.

依题意得d(0,0,0),a(1,0,0),m(0,0,1),c(0,1,0),b(1,1,0),n(1,1,1),e(,1,01分。

所以=(-0,-1),(1,0,12分。

设直线ne与am所成角为θ,则cos θ=cos〈n,a3分。

5分。所以异面直线ne与am所成角的余弦值为。

2)如图,假设**段an上存在点s,使得es⊥平面amn,连接ae.

因为=(0,1,1),可设=λ=0,λ,又=(,1,0),所以=+=17分。

由es⊥平面amn,得即。

故λ=,此时=(010分。

经检验,当as=时,es⊥平面amn.

**段an上存在点s,使得es⊥平面amn,此时as=.…12分。

三)1.一个多面体的三视图如图所示,则该多面体的体积为( )

abc.6 d.7

命题意图:考察空间几何体的三视图,三视图为载体考察体积。

易错点:(1)三视图很难还原成直观图(2)公式及数据计算错误。

解析 如图,由三视图可知,该几何体是由棱长为2的正方体右后和左下分别截去一个小三棱锥得到的,其体积为。

v=2×2×2-2×××1×1×1=.

答案 a2. (本小题满分12分)命题人:贺文宁。

如图,矩形abcd所在的平面和平面abef互相垂直,等腰梯形abef中,ab∥ef,ab=2,ad=af=1,∠baf=60°,o,p分别为ab,cb的中点,m为底面△obf的重心.

1)求证:平面adf⊥平面cbf;

2)求证:pm∥平面afc;

3)求多面体cd-afeb的体积v.

命题意图:面面垂直,线面平行的判定,空间几何体的体积。

易错点:(1)判定时条件罗列不到位失分(2)求体积时不会分割。

1)证明 ∵矩形abcd所在的平面和平面abef互相垂直,且cb⊥ab,cb⊥平面abef1分。

又af平面abef,所以cb⊥af,又ab=2,af=1,∠baf=60°,由余弦定理知bf=,af2+bf2=ab2,得af⊥bf2分。

bf∩cb=b,af⊥平面cfb,又∵af平面adf;

平面adf⊥平面cbf4分。

2)证明连接om延长交bf于h,则h为bf的中点,又p为cb的中点,ph∥cf,又∵cf平面afc,ph平面afc,ph∥平面afc6分。

连接po,则po∥ac,又∵ac平面afc,po平面afc,po∥平面afc,po∩ph=p,平面poh∥平面afc7分。

又∵pm平面poh,pm∥平面afc8分。

3)解多面体cd-afeb的体积可分成三棱锥c-bef与四棱锥f-abcd的体积之和。

在等腰梯形abef中,计算得ef=1,两底间的距离ee1=.

所以vc-bef=s△bef×cb=××1××1=,vf-abcd=s矩形abcd×ee1=×2×110分。

所以v=vc-bef+vf-abcd12分。

四)1.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的体积为___

命题意图:考察空间几何体的三视图,三视图为载体考察体积。

解析由题意可得,几何体相当于一个棱长为2的正方体切去一个角,角的相邻三条棱长分别是1,2,2,所以几何体的体积为8-=.

答案 2. (本小题满分12分)命题人:贺文宁。

在平行四边形abcd中,ab=6,ad=10,bd=8,e是线段ad的中点.如图所示,沿直线bd将△bcd翻折成△bc′d,使得平面bc′d⊥平面abd.

1)求证:c′d⊥平面abd;

2)求直线bd与平面bec′所成角的正弦值.

命题意图:空间几何体的“翻折”问题,考察学生空间想象能力和知识迁移能力。

易错点:把平面图形转化为空间几何体,数据错误,垂直平行关系错误。

1)证明平行四边形abcd中,ab=6,ad=10,bd=8,沿直线bd将△bcd翻折成△bc′d,可知c′d=cd=6,bc′=bc=10,bd=82分。

即bc′2=c′d2+bd2∴c′d⊥bd.

又∵平面bc′d⊥平面abd,平面bc′d∩平面abd=bd,c′d平面bc′d,∴c′d⊥平面abd4分。

2)解由(1)知c′d⊥平面abd,且cd⊥bd,如图,以d为原点,建立空间直角坐标系d-xyz.

则d(0,0,0),a(8,6,0),b(8,0,0),c′(0,0,66分。

e是线段ad的中点,e(4,3,0),=8,0,07分。

在平面bec′中,=(4,3,0),=8,0,6),设平面bec′法向量为n=(x,y,z),即。

令x=3,得y=4,z=4,故n=(3,4,410分。

设直线bd与平面bec′所成角为θ,则。

sin θ=cos 〈n,〉|

直线bd与平面bec′所成角的正弦值为。……12分。

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