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1、模塊復習課
一、空間幾何體
1.多面體及其結構特征
(1)棱柱:
①有兩個平面(底面)互相平行;②其余各面都是平行四邊形;
③每相鄰兩個平行四邊形的公共邊互相平行.
(2)棱錐:
①有一個面(底面)是多邊形;
②其余各面(側面)是有一個公共頂點的三角形.
(3)棱臺:
①上下底面互相平行、且是相似圖形;
②各側棱延長線相交于一點.
2.圓柱、圓錐、圓臺和球
圓柱、圓錐、圓臺和球可以看成以矩形的一邊、直角三角形的一直角邊、直角梯形垂直于底邊的腰、一個半圓的直徑所在的直線為旋轉軸,將矩形、直角三角形、直角梯形、半圓分別旋轉一周而形成的曲面圍成的幾何體.
3.斜二
2、測畫法的意義及建系原則
(1)斜二測畫法中“斜”和“二測”:
“斜”是指在已知圖形的xOy平面內與x軸垂直的線段,在直觀圖中均與x′軸成45°或135°.
“二測”是指兩種度量形式,即在直觀圖中,平行于x′軸或z′軸的線段長度不變;平行于y′軸的線段長度變?yōu)樵瓉淼囊话耄?
(2)斜二測畫法中的建系原則:
在已知圖中建立直角坐標系,理論上在任何位置建立坐標系都行,但實際作圖時,一般建立特殊的直角坐標系,盡量運用原有直線或圖形的對稱直線為坐標軸,圖形的對稱點為原點或利用原有互相垂直的直線為坐標軸等.
4.空間幾何體的表面積和體積
(1)多面體的表面積:
各個面的面積之和,也就是展開圖
3、的面積.
(2)旋轉體的表面積:
圓柱:S=2πr2+2πrl=2πr(r+l).
圓錐:S=πr2+πrl=πr(r+l).
球:S=4πR2.
(3)柱體、錐體、臺體的體積公式
①柱體的體積公式:V柱體=Sh(S為底面面積,h為高).
②錐體的體積公式:V錐體=Sh(S為底面面積,h為高).
③臺體的體積公式:V臺體=(S++S′)h(S′,S分別為上、下底面面積,h為高).
④球的體積公式:V球=πR3.
二、點、線、面之間的位置關系
1.共面與異面直線
(1)共面:空間中的幾個點或幾條直線,如果都在同一平面內,我們就說它們共面.
(2)異面直線:既不相交又不平
4、行的直線.
2.平行公理
過直線外一點有且只有一條直線和已知直線平行.
3.基本性質4
平行于同一條直線的兩條直線互相平行.即如果直線a∥b,c∥b,那么a∥c.
4.直線與平面平行的判定與性質
(1)判定:如果平面外的一條直線和平面內的一條直線平行.那么這條直線和這個平面平行.
(2)性質:如果一條直線和一個平面平行,經過這條直線的平面和這個平面相交,那么這條直線和交線平行.
5.平面與平面平行的判定
(1)文字語言:如果一個平面內有兩條相交直線平行于另一個平面,那么這兩個平面平行.
(2)符號語言:a?β,b?β,a∩b=P,a∥α,b∥α?β∥α.
(3)圖形語言:
5、如圖所示.
6.平面與平面平行的性質定理
(1)文字語言:如果兩個平行平面同時和第三個平面相交,那么它們的交線平行.
(2)符號語言:α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b?a∥b.
(3)圖形語言:如圖所示.
(4)作用:證明兩直線平行.
7.直線與平面垂直的判定定理
定理:如果一條直線與平面內的兩條相交直線垂直,則這條直線與這個平面垂直.
推論1:如果在兩條平行直線中,有一條垂直于平面,那么另一條直線也垂直于這個平面.
推論2:如果兩條直線垂直于同一平面,那么這兩條直線平行.
8.直線與平面垂直的性質
性質:如果—條直線垂直于一個平面,那么它就和平面內的任意一條直線垂
6、直.
符號表示:?a⊥b.
9.面面垂直的判定定理
如果一個平面過另一個平面的一條垂線,則這兩個平面互相垂直.
10.面面垂直的性質定理
如果兩個平面互相垂直,那么在一個平面內垂直于它們交線的直線與另一個平面垂直.
三、直線的方程
1.直線傾斜角的范圍[0°,180°).
2.斜率公式
A(x1,y1),B(x2,y2)是直線l上兩點,且x1≠x2,則l的斜率為.
3.直線方程的幾種形式
(1)點斜式:y-y0=k(x-x0).
(2)斜截式:y=kx+b.
(3)兩點式:=.
(4)截距式:+=1.
(5)一般式:Ax+By+C=0(A2+B2≠0).
4.兩
7、直線的位置關系
設l1:A1x+B1y+C1=0,l2:A2x+B2y+C2=0.
(1)平行:A1B2-A2B1=0且B1C2-B2C1≠0或A2C1-A1C2≠0.
(2)垂直:A1A2+B1B2=0.
5.距離公式
(1)兩點間距離公式,A(x1,y1),B(x2,y2),則|AB|=.
(2)點到直線的距離公式:
點P(x0,y0)到直線l:Ax+By+C=0(A2+B2≠0)的距離d=.
(3)兩平行直線l1:Ax+By+C1=0與l2:Ax+By+C2=0(A2+B2≠0)的距離d=.
四、圓的方程
1.圓的方程
(1)標準方程:(x-a)2+(y-b)2=r
8、2.
(2)一般方程:x2+y2+Dx+Ey+F=0(D2+E2-4F>0).
2.直線與圓的位置關系
設直線l與圓C的圓心之間的距離為d,圓的半徑為r.
則(1)l與圓C相離?d>r.
(2)l與圓C相切?d=r.
(3)l與圓C相交?d<r.
3.圓與圓的位置關系
設圓C1與圓C2的圓心距離為d,半徑分別為R與r,則兩圓
(1)外離?d>R+r.
(2)外切?d=R+r.
(3)相交?|R-r|<d<R+r.
(4)內切?d=|R-r|.
(5)內含?0≤d<|R-r|.
五、空間直角坐標系
空間兩點間距離公式A(x1,y1,z1),B(x2,y2,z2),則
9、|AB|=.
1.空間中兩直線沒有交點,則兩直線平行. (×)
[提示] 還可以是異面.
2.有兩個面互相平行,其余各面都是四邊形,所圍成的幾何體是棱柱. (×)
[提示] 還要有每相鄰兩個四邊形公共邊平行.
3.棱錐是由一個面是多邊形,其余各面是三角形所圍成的幾何體. (×)
[提示] 三角形必須有一個公共頂點.
4.圓臺也可以看作是一個圓錐截去一個小圓錐所形成的幾何體. (√)
5.三點確定一個平面. (×)
[提示] 不共線三點才能確定平面.
6.球的表面積公式為S=πR2.(×)
7.有兩個面平行,其余各面都是梯形的幾何體是棱臺. (×)
[提示] 棱臺側棱
10、延長后會交于一點.
8.一條直線平行于兩平行平面中的一個平面,也平行于另一個. (×)
[提示] 可能直線在平面內.
9.一條直線平行于兩互相垂直的兩平面中的一個,就會垂直于另一平面. (×)
[提示] 還可能相交、平行,在平面內.
10.若a∥b,b?α,則a∥α. (×)
[提示] 還需要a?α.
11.如果一個平面內有兩條直線與另一個平面平行,那么兩平面平行. (×)
[提示] 兩直線相交時才成立.
12.垂直于同一直線的兩直線平行. (×)
13.垂直于同一直線的兩平面平行.(√)
14.垂直于同一平面的兩平面平行. (×)
15.錐體的體積等于底面面積與高之積
11、 (×)
16.經過球心的平面截得的圓的半徑等于球的半徑 (√)
17.直線的傾斜角為α,則直線的斜率為tan α. (×)
[提示] 90°時斜率不存在.
18.直線在斜率存在的情況下,隨傾斜角的增大而增大. (×)
[提示] 在[0°,90°)上斜率隨傾斜角增大而增大,在(90°,180°)上斜率隨傾斜角增大而增大.
19.直線的一般方程為Ax+By+C=0. (×)
[提示] A2+B2≠0.
20.直線的點斜式方程不能表示垂直于x軸的直線 (√)
21.與Ax+By+C=0(A2+B2≠0)平行的直線可寫為Ax+By+D=0. (√)
22.與Ax+By+C=0(A
12、2+B2≠0)垂直的直線可寫為Bx+Ay+D=0. (×)
[提示] 應為Bx-Ay+D=0.
23.直線與圓有5種位置關系. (×)
[提示] 相離、相切、相交,3種.
24.圓與圓有5種位置關系. (√)
25.正棱錐是底面是正多邊形的棱錐. (×)
26.兩平面互相垂直,其中一個平面內的直線垂直于另一平面. (×)
27.兩平面互相平行,其中一個平面內的直線平行于另一個平面.(√)
28.平行于同一直線的兩平面平行. (×)
29.空間直角坐標系中關于xOy平面對稱的點的坐標,有相同的z坐標. (×)
30.過圓O:x2+y2=r2外一點P(x0,y0)作圓的兩條切線
13、,切點為A,B,則O,P,A,B四點共圓且直線AB的方程是x0x+y0y=r2. (√)
1.(2018·全國卷Ⅲ)中國古建筑借助榫卯將木構件連接起來.構件的凸出部分叫榫頭,凹進部分叫卯眼,圖中木構件右邊的小長方體是榫頭.若如圖擺放的木構件與某一帶卯眼的木構件咬合成長方體,則咬合時帶卯眼的木構件的俯視圖可以是( )
A [由題意知,在咬合時帶卯眼的木構件中,從俯視方向看,榫頭看不見,所以是虛線,結合榫頭的位置知選A.]
2.(2018·全國卷Ⅰ)已知圓柱的上、下底面的中心分別為O1,O2,過直線O1O2的平面截該圓柱所得的截面是面積為8的正方形,則該圓柱的表面積為(
14、)
A.12π B.12π
C.8π D.10π
B [因為過直線O1O2的平面截該圓柱所得的截面是面積為8的正方形,所以圓柱的高為2,底面圓的直徑為2,所以該圓柱的表面積為2×π×()2+2π××2=12π.]
3.(2018·全國卷Ⅰ)某圓柱的高為2,底面周長為16,其三視圖如圖.圓柱表面上的點M在正視圖上的對應點為A,圓柱表面上的點N在左視圖上的對應點為B,則在此圓柱側面上,從M到N的路徑中,最短路徑的長度為( )
A.2 B.2 C.3 D.2
B [由三視圖可知,該幾何體為如圖①所示的圓柱,該圓柱的高為2,底面周長為16.畫出該圓柱的側面展開圖,如圖
15、②所示,連接MN,則MS=2,SN=4,則從M到N的路徑中,最短路徑的長度為==2.故選B.
圖① 圖②]
4.(2018·全國卷Ⅲ)設A,B,C,D是同一個半徑為4的球的球面上四點,△ABC為等邊三角形且其面積為9,則三棱錐D-ABC體積的最大值為( )
A.12 B.18
C.24 D.54
B [設等邊三角形ABC的邊長為x,則x2sin 60°=9,得x=6.設△ABC的外接圓半徑為r,則2r=,解得r=2,所以球心到△ABC所在平面的距離d==2,則點D到平面ABC的最大距離d1=d+4=6,所以三棱錐D-ABC體積的最大
16、值Vmax=S△ABC×6=×9×6=18.]
5.(2018·全國卷Ⅲ)直線x+y+2=0分別與x軸,y軸交于A,B兩點,點P在圓(x-2)2+y2=2上,則△ABP面積的取值范圍是( )
A.[2,6] B.[4,8]
C.[,3] D.[2,3]
A [圓心(2,0)到直線的距離d==2,所以點P到直線的距離d1∈[,3].根據(jù)直線的方程可知A,B兩點的坐標分別為A(-2,0),B(0,-2),所以|AB|=2,所以△ABP的面積S=|AB|d1=d1.因為d1∈[,3],所以S∈[2,6],即△ABP面積的取值范圍是[2,6].]
6.(2018·全國卷Ⅰ)直線y=x+1與
17、圓x2+y2+2y-3=0交于A,B兩點,則|AB|=________.
2 [由題意知圓的方程為x2+(y+1)2=4,所以圓心坐標為(0,-1),半徑為2,則圓心到直線y=x+1的距離d==,所以|AB|=2=2.]
7.(2018·全國卷Ⅱ)已知圓錐的頂點為S,母線SA,SB互相垂直,SA與圓錐底面所成角為30°.若△SAB的面積為8,則該圓錐的體積為________.
8π [由題意畫出圖形,如圖,設AC是底面圓O的直徑,連接SO,則SO是圓錐的高.設圓錐的母線長為l,則由SA⊥SB,△SAB的面積為8,得l2=8,得l=4.在Rt△ASO中,由題意知∠SAO=30°,所以SO=
18、l=2,AO=l=2.故該圓錐的體積V=π×AO2×SO=π×(2)2×2=8π.]
8.(2018·全國卷Ⅰ)如圖,在平行四邊形ABCM中,AB=AC=3,∠ACM=90°.以AC為折痕將△ACM折起,使點M到達點D的位置,且AB⊥DA.
(1)證明:平面ACD⊥平面ABC;
(2)Q為線段AD上一點,P為線段BC上一點,且BP=DQ=DA,求三棱錐Q-ABP的體積.
[解] (1)由已知可得,∠BAC=90°,BA⊥AC.
又BA⊥AD,且AC?平面ACD,AD?平面ACD,
AC∩AD=A,所以AB⊥平面ACD.
又AB?平面ABC,所以平面ACD⊥平面ABC.
(2)由已知可得,DC=CM=AB=3,DA=3.
又BP=DQ=DA,所以BP=2.
作QE⊥AC,垂足為E,則QEDC.
由已知及(1)可得DC⊥平面ABC,所以QE⊥平面ABC,QE=1.
因此,三棱錐Q-ABP的體積為VQ-ABP=×QE×S△ABP=×1××3×2sin 45°=1.
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