立體幾何總結
一、 角度
空間兩個向量的夾角公式
法向量(平面):若向量所在直線垂直於平面,則稱這個向量垂直於平面,記作,如果那麼向量叫做平面的法向量.
線與線的夾角:
直線與平面的夾角:直線與平面所成角(為平面的法向量).
平面與平面的夾角(二面角):設分別是二面角中平面的法向量,則所成的角就是所求二面角的平面角或其補角大小(方向相同,則為補角,反方,則為其夾角).
二面角的平面角或(,為平面,的法向量).
特殊情況
垂直平行
例1、如圖,在四稜錐中,底面四邊長為1的菱形,, , ,為的中點,為的中點
(ⅰ)證明:直線;
(ⅱ)求異面直線ab與md所成角的大小;
(ⅲ)求平面boc平面doc所成角的大小;(做)
解:作於點p,如圖,分別以ab,ap,ao所在直線為軸建立座標系
(1)設平面ocd的法向量為,則
即取,解得
(2)設與所成的角為,
,與所成角的大小為
二.距離:
求距離的重點在點到平面的距離和異面直線間的距離,直線到平面的距離和兩個平面的距離均可以轉化成點到平面的距離。
向量乘法(意義)
空間兩點的距離公式:.
點到面的距離:
設n是平面的法向量,ab是平面的一條射線,其中,則點b到平面的距離為.
點到平面的距離(為平面的法向量,是經過面的一條斜線,).2、等體積法。
異面直線間的距離:
公垂線:與兩直線都垂直的直線。 公垂向量:公垂線所在的向量。
異面直線間的距離(是兩異面直線,其公垂向量為,分別是上任一點,為間的距離).
例2.已知正四稜柱,點為的中點,
點為的中點,
(1)證明:為異面直線的公垂線;
(2)求點到平面的距離.
(3 ) 求直線到平面bef的距離。(做)
解:(1)以分別為軸建立座標系,
則,,,,
,,,∴,
∴為異面直線的公垂線.
(2)設是平面的法向量,∵,
∴,,,點到平面的距離.
三、位置關係
根據共線向量定理證點共線
欲證點共線,通常先構造共始點的向量,再根據共線向量定理證明.
例3 ,長方體abcd - a1b1c1d1中,m 為dd1 的中點, n 在ac上,且an ∶nc = 2 ∶1, e為bm 的中點,求證:a1、
根據相等向量證線共點
欲證線共點, 可先在某線上找出一定點,再證其餘各線都過這一定點.
例4根據共面向量定理證線(或點) 共面
空間向量基本定理:如果三個向量不共面,那麼對空間任一向量,存在乙個唯一的有序實陣列x、y、z,使.
推論:設o、a、b、c是不共面的四點,則對空間任一點p, 都存在唯一的有序實陣列x、y、z使 (這裡隱含x+y+z≠1).
四、空間幾何體
1、空間幾何體的側面積、表面積
2、空間幾何體的體積
3.尤拉定理(尤拉公式):簡單多面體的頂點數、面數及稜數有關係式:
例5、乙個正面體共有8個頂點,每個頂點處共有三條稜,求
解:∵,,
∴,∴.
練習: 1.已知斜三稜柱中,,
,點是與的交點,
(1)用基向量表示向量;(2)求異面直線與所成的角;
(3)判定平面與平面所成的角.
2 、已知空間四邊形oabc中,,.求證:.
3.如圖,在稜錐中,側面是邊長為2的正三角形,
且與底面垂直,底面是菱形,且,為的中點,
(ⅰ)求證:;
(ⅱ)求二面角的大小
(ⅲ)求證:平面平面.
() 求稜錐m-abcd的體積。
4.在直三稜柱中,底面是等腰直角三角形,,側稜,
分別是,與的中點,點在平面上的射影是的重心,(1)
求與平面所成角的正弦值;(2)求點到平面的距離.
5.乙個簡單多面體的各面都是三角形,證明它的頂點數v和面數f有下面的關係:f=2v-4
6 正四面體abcd的稜長為a,球o是內切球,球o1是與正四面體的三個面和球o都相切的乙個小球,求球o1的體積.
分析:正四面體的內切球與各面的切點是面的中心,球心到各面的距離相等.
高考立體幾何
1 本小題滿分12分 在四稜錐v abcd中,底面abcd是正方形,側面vad是正三角形,平面vad 底面abcd 證明ab 平面vad 求面vad與面vdb所成的二面角的大小 證明 作ad的中點o,則vo 底面 abcd1分 建立如圖空間直角座標系,並設正方形邊長為12分 則a 0,0 b 1,0...
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例1 如圖,s是平行四邊形abcd平面外一點,m,n分別是sa,bd上的點,且am sm bn nd,求mn 平面sbc 例2 已知e,f分別是正方形abcd邊ad,ab的中點,ef交ac於m,gc垂直於abcd所在平面 1 求證 ef 平面gmc 2 若ab 4,gc 2,求點b到平面efg的距離...