根據(jù)近幾年高考命題特點(diǎn)和規(guī)律,復(fù)習(xí)本專題時(shí)要注意以下幾方面:
1.全面掌握空間幾何體的概念及性質(zhì),特別是常見幾何體如正方體、長(zhǎng)方體、棱柱、棱錐、球的概念和性質(zhì),這是進(jìn)行計(jì)算和證明的基礎(chǔ)。
2.多面體畫圖、分析圖,用自己的語(yǔ)言描述圖,提高借助圖形分析問題的能力,培養(yǎng)空間觀念。
3.注重三視圖與直觀圖的相互轉(zhuǎn)化及等積轉(zhuǎn)化的思想。
4.特別關(guān)注空間三種角落計(jì)算問題以及涉及到探究點(diǎn)的位置的問題。
第一講 空間幾何體
【最新考綱透析】
1.認(rèn)識(shí)柱、錐、臺(tái)、球及其簡(jiǎn)單組合體的結(jié)構(gòu)特征,并能運(yùn)用這些特征描述現(xiàn)實(shí)生活中簡(jiǎn)單物體的結(jié)構(gòu)。
2.能畫出簡(jiǎn)單空間圖形(長(zhǎng)方體、球、圓柱、圓錐、棱柱等的簡(jiǎn)易組合)的三視圖,能識(shí)別上述三視圖所表示的立體模型,會(huì)用斜二測(cè)法畫出它們的直觀圖。
3.會(huì)用平行投影與中心投影兩種方法畫出簡(jiǎn)單空間圖形的三視圖與直觀圖,了解空間圖形的不同表示形式。
4.會(huì)畫某些建筑物的三視圖與直觀圖(在不影響圖形特征的基礎(chǔ)上,尺寸、線條等不作嚴(yán)格要求)。
5.了解球、棱柱、棱錐的表面積和體積的計(jì)算公式(不要求記憶公式)。
【核心要點(diǎn)突破】
要點(diǎn)考向1:空間幾何體的三視圖
考情聚焦:1.三視圖是新課標(biāo)教材的新增內(nèi)容,是高考中新的增加點(diǎn)及亮點(diǎn)。
2.常與表面積、體積計(jì)算綜合出現(xiàn),多以選擇題或解答題的形式呈現(xiàn),屬較容易的題。
考向鏈接:1.解答此類問題,首先由三視圖想象出原幾何體的形狀,并由相關(guān)數(shù)據(jù)得出幾何體中的量。
2.掌握三視圖是正確解決這類問題的關(guān)鍵,同時(shí)也體現(xiàn)了知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系,是高考的新動(dòng)向。
例1:(2010?陜西高考理科?T7)若某空間幾何體的三視圖如圖所示,
則該幾何體的體積是( )
(A) (B) (C) 1 (D) 2
【命題立意】本題考查三視圖的概念及空間想象能力,屬中等題。
【思路點(diǎn)撥】三視圖 幾何體是直三棱柱 該幾何體 的體積
【規(guī)范解答】選C 由該幾何體的三視圖可知,該幾何體是直三棱柱,且棱柱的底面是兩直角邊長(zhǎng)分別為 和1的直角三角形,棱柱的高為 ,所以該幾何體的體積
要點(diǎn)考向2:幾何體的表面積與體積
考情聚焦:1.幾何體的表面積與體積一直是高考的熱點(diǎn)內(nèi)容,應(yīng)引起重視。
2.多以選擇題、填空題的形式考查,有時(shí)也以解答題的形式考查,屬較容 易題。
考向鏈接:1.求幾何體的表面積及體積問題,可以多角度、多方位地考慮,熟記公式是關(guān)鍵所在。求三棱錐的體積,等積轉(zhuǎn)化法是常用的方法,轉(zhuǎn)換原則是其高易求,底面放在已知幾何體的某一面上。
2.求不規(guī)則幾何體的體積,常用分割或補(bǔ)形的思想,將不規(guī)則幾何體轉(zhuǎn)化為規(guī)則幾何體以易于求 解。
例2:(2010?上海高考文科?T20)如圖所示,為了制作一個(gè)圓柱形燈籠,先 要制作4個(gè)全等的矩形骨架,總計(jì)耗用9.6米鐵絲,再用 平方米塑料片制成圓柱的側(cè)面和下底面(不安裝上底面).
(1)當(dāng)圓柱底面半徑 取何值時(shí), 取得最大值?并求出該
最大值(結(jié)果精確到0.01平方米);
(2)若要制作一個(gè)如圖放置的,底面半徑為0.3米的燈籠,請(qǐng)作出
用于燈籠的三視圖(作圖時(shí),不需考慮骨架等因素).
【命題立意】本題是個(gè)應(yīng)用題,主要考查學(xué)生分析問題、解決問題的能力,涉及函數(shù)求最值、幾何體的三視圖等相關(guān)知識(shí).
【思路點(diǎn)撥】(1)建立 關(guān)于 的函數(shù),根據(jù)函數(shù)的性質(zhì)求最值;
(2)確定幾何體的有關(guān)數(shù)據(jù)后,按三視圖的要求畫圖.
【規(guī)范解答】(1)設(shè)圓柱形燈籠的高為 ,則 ,所以
所以 .
所以,當(dāng) 時(shí)S有最大值.
最大值為 (平方米)
(2)由(1) 時(shí), 其正視圖與側(cè)視圖均為邊長(zhǎng)是0.6的正方形,俯視圖是半徑為0.6的圓.如圖:
要點(diǎn)考向3:球鞋與空間幾何體的接、切問題
考情聚焦:1.有關(guān)球的知識(shí)的考查也是高考中常出現(xiàn)的問題,特別是球與多面體、旋轉(zhuǎn)體等組合的接、切問題。
2.多以客觀題的形式呈現(xiàn),屬中檔題目。
例3:一個(gè)六棱柱的底面是正六邊形,其側(cè)棱垂直于底面,已知該六棱柱的頂點(diǎn)都在同一個(gè)球鞋面上,且該六棱柱的高為 ,底面周長(zhǎng)為3,那么這個(gè)球的體積為
思路分析:確定球與正六棱柱的關(guān)系→求球的半徑→求得體積。
解析:由已知正六棱柱的底面邊長(zhǎng)為 ,而外接球的直徑恰好為最長(zhǎng)的體對(duì)角線長(zhǎng)。設(shè)球的半徑為R,則
答案:
注:(1)涉及球與棱柱、棱錐的切、接問題時(shí),一般過球心及多面體中的特殊點(diǎn)或線作截面,把空間問題化歸為平面問題,再利用平面幾何知識(shí)尋找?guī)缀误w中元素間的關(guān)系。
(2)若球面上四點(diǎn)P、A、B、C構(gòu)成的線段PA、PB、PC兩兩垂直,且 則 ,把有關(guān)元素“補(bǔ)形”成為一個(gè)球內(nèi)接長(zhǎng)方體(或其他圖形),從而顯示出球的數(shù)量特征,這種方法是一種常用的好方法。
【高考真題探究】
1.(2010?遼寧高考文科?T11)已知SABC是球O表面上的點(diǎn),SA⊥平面ABC,AB⊥BC,SA=AB=1 BC= ,則球O的表面積等于( )
(A)4 (B)3 (C)2 (D)
【命題立意】本題考查了空間是兩點(diǎn)間距離公式和球的表面積公式。,
【思路點(diǎn)撥】
【規(guī)范解答】選A。 平面ABC,AB,AC 平面ABC, , ,
故可以A為原點(diǎn),AC所在的直線為 軸,AS所在的直線為 軸建立如圖所示的空間直
角坐標(biāo)系A(chǔ)-xyz,則 , , , ,設(shè)球心O
坐標(biāo)為 ,則點(diǎn)O到各頂點(diǎn)SABC的距離相等,都等于球的半徑R。
,
解得 ,
球的表面積為 。故選A。
【方法技巧】1、選用球心到各頂點(diǎn)的距離都相等來(lái)確定球心,才能求出半徑,
2、也可用另外的方法找到球心,因?yàn)椤螦BC是直角,所以AC是過A、B、C三點(diǎn)的小圓的直徑,所以球心在過AC和平面ABC垂直的平面上,可知球心在平面SAC中,又因?yàn)榍蛐牡近c(diǎn)SAC的距離都相等,且△SAC是直角三角形,所以球心就是斜邊SC的中點(diǎn),球的半徑為SC的一半,
3、再一種方法是將三棱錐S-ABC補(bǔ)成一個(gè)長(zhǎng)方體。
2.(2010?遼寧高考理科?T12)有四根長(zhǎng)都為2的直鐵條,若再選兩根長(zhǎng)都為a的直鐵條,使這六根鐵條端點(diǎn)處相連能夠焊接成一個(gè)三棱錐形的鐵架,則a的取值 范圍是( )
(A)(0, ) (B)(1, ) (C) ( , ) (D) (0, )
【命題立意】以三棱錐為背景考查三角形中的三邊關(guān)系考查空 間想象能力和運(yùn)算能力。
【思路點(diǎn)撥】分兩種情況,一種是邊長(zhǎng)為a的棱在一個(gè)三角形中,另一種情況時(shí)長(zhǎng)度為a的棱不在一個(gè)三角形中,分別討論。
【規(guī)范解答】選A
對(duì)于第一種情況,取BC的中點(diǎn)D連結(jié)PD、AD,則 在三角形PAD中,
有
對(duì)于第二種情況同理可以得到
綜合兩種情況,及 ,所以a的取值范圍是(0, )。
3.(2010?浙江高考文科?T8)若某幾何體的三視圖(單位:cm)如圖所示,則此幾何體的體積是( )
(A) cm3 (B) cm3
(C) cm3 (D) cm3
【命題立意】本題主要考察了對(duì)三視圖所表達(dá)示的空間幾何體的識(shí)別以
及幾何體體積的計(jì)算,屬容易題。
【思路點(diǎn)撥】解答本題要先由三視圖,想象出直觀圖,再求體積。
【規(guī)范解答】選B。此幾何體上方為正四棱 柱、下方為正四棱錐。所以其體積為
。
【方法技巧】對(duì)于不規(guī)則幾何體求體積時(shí)可分幾部分規(guī)則的幾何體,再求體積和。
4.(2010?北京高考理科?T3)一個(gè)長(zhǎng)方體
去掉一個(gè)小長(zhǎng)方體,所得幾何體的正(主)視
圖與側(cè)(左)視圖分別如右圖所示,則該幾何
體的俯視圖為( )
【命題立意】本題考查三視圖知識(shí),考查同學(xué)們的空間想象能力。
【思路點(diǎn)撥】結(jié)合正、側(cè)視圖,想象直觀圖。
【規(guī)范解答】選C。由主、左視圖可知直觀圖如圖所示:
因此,俯視圖是(C)。
5.(2010?北京高考文科?T8)如圖,正方體 的棱長(zhǎng)為2,動(dòng)點(diǎn)E、F在棱 上。點(diǎn)Q是CD的中點(diǎn),動(dòng)點(diǎn)P在棱AD上,若EF=1,DP=x, E=y(x,y大于零),則三棱錐P-EFQ的體積:( )
(A)與x,y都有關(guān);
(B)與x,y都無(wú)關(guān);
(C)與x有關(guān),與y無(wú)關(guān);
(D)與y有關(guān),與x無(wú)關(guān);
【命題立意】本題考查幾何體體積的相關(guān)知識(shí),關(guān)鍵是找到易求面積的底面與高。
【思路點(diǎn)撥】把EFQ看作底面,點(diǎn)P到對(duì)角面 的距離即為對(duì)應(yīng)的高。
【規(guī)范解答】選C。 ,點(diǎn)P到平面EFQ的距離為 。
。
6.(2010 ?海南寧夏高考?理科T10)設(shè)三棱柱的側(cè)棱垂直于底面,所有棱的長(zhǎng)都為 ,頂點(diǎn)都在一個(gè)球面上,則該球的表面積為( )
(A) (B) (C) (D)
【命題立意】本小題主要考查了幾何體的外接球問題.
【思路點(diǎn)撥】找出球與棱柱的相對(duì)關(guān)系,找出球的半徑與三棱柱棱長(zhǎng)之間的關(guān)系.
【規(guī)范解答】選B.設(shè)球心為 ,設(shè)正三棱柱上底面為 ,中心為 ,因?yàn)槿庵欣獾拈L(zhǎng)都為 ,則可知 , ,又由球的相關(guān)性質(zhì)可知,球的半徑 ,所以球的表面積為 ,故選B.
【跟蹤模擬訓(xùn)練】
一、選擇題(每小題6分,共36分)
1.下列結(jié)論正確的是( )
(A)各個(gè)面都是三角形的幾何體是三棱錐
(B)以三角形的一條邊所在直線為旋轉(zhuǎn)軸,其余兩邊旋轉(zhuǎn)形成的曲面所圍成的幾何體叫圓錐
(C)棱錐的側(cè)棱長(zhǎng)與底面多邊形的邊長(zhǎng)相等,則該棱錐可能是六棱錐
(D)圓錐的頂點(diǎn)與底面圓周上的任意一點(diǎn)的連線都是母線
2.已知各頂點(diǎn)都在一個(gè)球面上的正四棱柱高為4,體積為16,則這個(gè)球的表面積是( )
(A)16π (B)20π (C)24π (D)32π
3.(2010江南模擬)已知四面體 中, ,且 、 、 兩兩互相垂直,在該四面體表面上與點(diǎn) 距離是 的點(diǎn)形成一條曲線,這條曲線的長(zhǎng)度是 ( )
A. B. C. D.
4.表面積為 的正四面體的各個(gè)頂點(diǎn)都在同一個(gè)球面上,則此球的體積為( )
A. B. C. D.
5.如右圖為一個(gè)幾何體的三視圖,尺寸如圖所示,則該幾何體的表面積為( ) .(不考慮接觸點(diǎn))
A. 6+ B. 18+
C. D. 18+
6.某幾何體的一條棱長(zhǎng)為 ,在該幾何體的主視圖中,這條棱 的投影是長(zhǎng)為 的線段,在該幾何體的左視圖與俯視圖中,這條棱的投影分別是長(zhǎng)為a和b的線段,則a+b的最大值為________.
二、填空題(每小題6分,共18分)
7.如圖所示兩組立體圖形都是由相同的小正方體拼成的。
(1)圖(1)的正(主)視圖與圖(2)的___________相同.
(2)圖(3)的___________圖與圖(4)的___________圖不同.
8.一個(gè)幾何體的三視圖如圖所示,則該幾何體的體積等于_______.
9.如圖1,一個(gè)正四棱柱形的密閉容器水平放置,其底部鑲嵌了同底的正四棱錐形實(shí)心裝飾塊,容器內(nèi)盛有a升水時(shí),水面恰好經(jīng)過正四棱錐的頂點(diǎn)P.如果將容器倒置,水面也恰好過點(diǎn)P(圖2).有下列四個(gè)命題:
(A)正四棱錐的高等于正四棱柱高的一半;
(B)將容器側(cè)面 水平放置時(shí),水面也恰好過點(diǎn) P;
(C)任意擺放該容器,當(dāng)水面靜止時(shí),水面都恰好經(jīng)過點(diǎn)P;
(D)若往容器內(nèi)再注入a升水,則容器恰好能裝滿.
其中真命題 的代號(hào)是:_____________(寫出所有真命題的代號(hào)).
三、解答題(10、11 題 每題15分,12題16分,共46分)
10.如圖所示,長(zhǎng)方體ABCD?A′B′C′D′中,用截面截下一個(gè)棱錐C?A′DD′,求棱錐C?A′DD′的體積與剩余部分的體積之比.
11.如圖所示,半徑為R的半圓內(nèi)的陰影部分以直徑AB所在直線為軸,旋轉(zhuǎn)一周得到一幾何體,求該幾何體的表面積(其中∠BAC=30°).
12.(探究創(chuàng)新題)一個(gè)空間幾何體的三視圖及部分?jǐn)?shù)據(jù)如圖所示.
(1)請(qǐng)畫出該幾何體的直觀圖,并求它的體積;
(2)證明:A1C⊥平面AB1C1;
(3)若D是棱CC1的中點(diǎn),在棱AB上取中點(diǎn)E,判斷DE是否平行于平面AB1C1,并證明你的結(jié)論.
參考答案
1.【解析】選D.A錯(cuò)誤,如圖1是由兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的三棱錐疊放在一起構(gòu)成的幾何體,各面都是三角形,但它不是棱錐.
B錯(cuò)誤,如圖2,若△ABC不是直角三角形,或是直角三角形但旋轉(zhuǎn)軸不是直角邊,所得的幾何體都不是圓錐.
C錯(cuò)誤,若六棱錐的所有棱長(zhǎng)都相等,則底面多邊形是正六邊形.由幾何圖形知,若以正六邊形為底面,側(cè)棱長(zhǎng)必然要大于底面邊長(zhǎng).
D正確,由頂點(diǎn)、底面圓周上一點(diǎn)及底面圓的圓心可得到旋轉(zhuǎn)的直角三角形.
2.【解析】選C.設(shè)正四棱柱的底面邊長(zhǎng)為a,球半徑為R,則 解得a=2,R2=6,
∴球的表面積S=4πR2=24π.
3.【解析】選A.
4.【解析】選C.因?yàn)楸砻娣e為 ,所以棱長(zhǎng)為 2,所以外接球的半徑為 ,所以球的體積為 。
5.【解析】選D.該幾何體由正三棱柱和球組成,正三棱柱的表面積為 ,球的表面積為 ,所以該幾何體的表面積為 。
6.【解析】如圖,把幾何體放到長(zhǎng)方體中,使得長(zhǎng)方體的對(duì)角線剛好為幾何體的已知棱,設(shè)長(zhǎng)方體的對(duì)角線 ,則它的正視圖投影長(zhǎng)為 ,側(cè)視圖投影長(zhǎng)為 ,俯視圖投影長(zhǎng)為 ,則 ,即 ,又 , ,所以選C。
答案:4
7.【解析】對(duì)于第一組的兩個(gè)立體圖形,圖(1)的正(主)視圖與圖(2)的俯視圖相同.
對(duì)于第二組的兩個(gè)立體圖形,圖(3)的正(主)視圖與圖(4)的正(主)視圖不同,而側(cè)(左)視圖和俯視圖都是相同的.
答案:(1)俯視圖 (2)正(主)視 正(主)視
8.
9.【解析】由題意可知顯然選項(xiàng)D正確.如果擺放的容器不是水平的,則選項(xiàng)C不正確.
設(shè)正四棱柱的底面邊長(zhǎng)為m,高為n,正四棱錐的高為h,則由
10.【解析】設(shè)長(zhǎng)方體的三條棱長(zhǎng)分別為AB=a,AD=b,AA′=c,
則V長(zhǎng)方體=abc,
11.
12.【解析】(1)幾何體的直觀圖如圖.
(2)∵∠ACB=90°,
∴BC⊥AC.
∵三棱柱ABC ?A1B1C1為直三棱柱,
∴BC⊥CC1.
∵AC∩CC1=C,
∴BC⊥平面ACC1A1,
∴BC⊥A1C.∵B1C1∥BC,∴B1C1⊥A1C.
∵四邊形ACC1A1為正方形,
∴A1C⊥AC1.
∵B1C1∩AC1=C1.
∴A1C⊥平面AB1C1.
(3)當(dāng)E為棱AB的中點(diǎn)時(shí),
DE∥平面AB1C1.
證明:如圖,取BB1的中點(diǎn)F,
連結(jié)EF,FD,DE,
∵D,E,F(xiàn)分別為CC1,AB,BB1的中點(diǎn),
∴EF∥AB1.
∵AB1 平面AB1C1,EF 平面AB1C1,
∴EF∥平面AB1C1.
∵FD∥B1C1,∴FD∥面AB1C1,又EF∩FD=F,
∴面DEF∥面AB1C1.
而DE 面DEF,
∴DE∥面AB1C1.
【備課資源】
【解析】選B.由三視圖知該幾何體為半個(gè)圓柱且高為2,底面半徑為1.
∴體積V= ×π×12×2=π
6.一個(gè)幾何體的三視圖及其尺寸(單位:cm)如圖所示,則該幾何體的側(cè)面積為______cm2.
【解析】該幾何體為正四棱錐,
側(cè)面三角形面積為 ×8×5=20(cm2).
∴側(cè)面積為S=20×4=80(cm2).
答案:80
7.如圖所示,四棱錐P-ABCD中,底面ABCD為正方形,PD⊥平面ABCD,PD=AB=2,E,F,G分別為PC、PD、BC的中點(diǎn).
(1)求證:PA∥平面EFG;
(2)求三棱錐P-EFG的體積.
【解析】(1)方法一:如圖,取AD的中點(diǎn)H,連接GH,F(xiàn)H,
∵E,F(xiàn)分別為PC,PD的中點(diǎn),∴EF∥CD.
∵G,H分別為BC,AD的中點(diǎn),∴GH∥CD.
∴EF∥GH.
∴E,F,H,G四點(diǎn)共面.
∵F,H分別為DP,DA的中點(diǎn),∴PA∥FH.
∵PA 平面EFG,FH 平面EFG,
∴PA∥平面EFG.
方法二:∵E,F,G分別為PC,PD,BC的中點(diǎn),
∴EF∥CD,EG∥PB.
∵CD∥AB,∴EF∥AB.
又EF 平面PAB,AB 平面PAB
∴EF∥平面PAB,同理EG∥平面PAB
∵EF∩EG=E,∴平面EFG∥平面PAB.
∵PA 平面PAB,∴PA∥平面EFG.
(2)∵PD⊥平面ABCD,GC 平面ABCD,∴GC⊥PD.
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://yy-art.cn/gaosan/71739.html
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