高中數學易錯專題 立體幾何

2022-12-12 07:09:02 字數 4629 閱讀 1301

【原題】在梯形abcd中,∠adc=90°,ab∥dc,ab=1,dc=2,,p為平面abcd外一點,pad是正三角形,且pa⊥ab,

求:(1)平面pbc和平面pad所成二面角的大小;

(2)d點到平面pbc的距離.

【錯誤分析】:本題是乙個無稜二面角的求解問題.確定二面角的稜,進而找出二面角的平面角.

無稜二面角稜的確定有以下三種途徑:①由二面角兩個麵內的兩條相交直線確定稜,②由二面角兩個平面內的兩條平行直線找出稜,③補形構造幾何體發現稜;

【解析】(1)設ad∩bc=e,可知pe是平面pbc和平面pad的交線,依題設條件得pa=ad=ae,則∠epd=90°,pd⊥pe又pa⊥ab,da⊥ab,故ab⊥平面pad.∵ dc∥ab,∴ dc⊥平面pad.由pe⊥pc得pe⊥pd,∠dpc是平面pbc與平面pad所成二面角的平面角.,dc=2,tan,.

(2)由於pe⊥pd,pe⊥pc,故pe⊥平面pdc,因此平面pdc⊥平面pbc,作dh⊥pc,h是垂足,則dh是d到平面pbc的距離.

在rt△pdc中,,dc=2,,.

平面pbc與平面pad成二面角的大小為arctan,d到平面pbc的距離為

【原題】如圖,在四稜錐中,底面四邊長為1的菱形,, , ,m為oa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)求點b到平面ocd的距離。

【錯誤分析】:線面平行的證明、異面直線所成的角,點到直線的距離,既可以用綜合方法求解,也可以用向量方法求解,後者較簡便,但新課標地區文科沒學空間向量。

【解析】(1)證明:取ob中點e,連線me,ne

又(2) 為異面直線與所成的角(或其補角)作連線

, 所以與所成角的大小為

(3)點a和點b到平面ocd的距離相等,連線op,過點a作

於點q,

又,線段aq的長就是點a到平面ocd的距離

,,所以點b到平面ocd的距離為

【原題】在直三稜柱中,,,是的中點,是上一點,且.

(1)求證: 平面;

(2)求三稜錐的體積;

(3)試在上找一點,使得平面.

【解析】:為中點

,又直三稜柱中:底面

底面,,平面, 平面.在矩形中:,

, ,即, ,平面;

(2)解: 平面

=; (3)當時,平面.

證明:連,設,連, 為矩形,為中點,為中點,,平面,平面平面.

【易錯點點睛】直線和平面平行的判定定理及性質定理在解題時往往交替使用.證線面平行往往轉化為證線線平行,而證線線平行又將轉化為證線面平行.在應用線面平行的判定與性質定理時,要注意認清條件,另外這兩個定理在證題時往往需要在交替使用,但要注意這種交替不是迴圈,而是步步向前推進的.由已知想性質定理,由結論想判定定理.

【原題】如圖,四邊形abcd是正方形,pb平面abcd, ma平面abcd,pb=ab=2ma.求證:

(ⅰ)平面amd∥平面bpc;

(ⅱ)平面pmd平面pbd;

【錯誤分析】:證明面面平行與垂直,是必考題型,解題時要由已知想性質,由求證想判定,即分析法與綜合法相結合尋找證明思路.

【解析】因為pb平面abcd,ma平面abcd,

所以pb∥ma.因pb平面bpc,ma平面bpc,

所以ma∥平面bpc.同理da∥平面bpc,

因為ma平面amd,ad平面amd,

ma∩ad=a,所以平面amd∥平面bpc.

(2)連線ac,設ac∩bd=e,取pd中點f,

連線ef,mf. 因abcd為正方形,所以e為bd中點.

因為f為pd中點,所以efpb.

因為ampb,所以amef.所以aefm為平行四邊形.

所以mf∥ae.因為pb平面abcd,ae平面abcd,所以pbae.所以mfpb. 因為abcd為正方形,所以acbd.所以mfbd.所以mf平面pbd.又mf平面pmd.所以平面pmd平面pbd.

【易錯點點睛】在證明兩平面垂直時,一般方法是從現有的直線中尋找平面的垂線;若沒有這樣的直線,則可通過作輔助線來解決,而作輔助線則應有理論根據並且要有利於證明,不能隨意新增,在有平面垂直時,一般要用性質定理,在乙個平面內作交線的垂線,使之轉化為線面垂直,然後再轉化為線線垂直.「線線垂直」、「線面垂直」、「面面垂直」間的轉化是解決這類問題的關鍵.

【原題】.直稜柱中,底面abcd是直角梯形,

∠bad=∠adc=90°,.

(ⅰ)求證:ac⊥平面bb1c1c;

(ⅱ)在a1b1上是否存一點p,使得dp與平面bcb1與

平面acb1都平行?證明你的結論.

【錯誤分析】:要從底面、側面、稜(特別是側稜)和截面(對角面及平行於底面的截面)四個方面掌握幾何性質,能應用這些性質研究線面關係.

【解析】(ⅰ) 直稜柱中,bb1⊥平面abcd,

bb1⊥ac. ……2分又∠bad=∠adc=90°,,

∴,∠cab=45°,∴, bc⊥ac.……5分

又,平面bb1c1c, ac⊥平面bb1c1c. …7分

(ⅱ)存在點p,p為a1b1的中點. ………8分

證明:由p為a1b1的中點,有pb1‖ab,且pb1=ab.………9分

又∵dc‖ab,dc=ab, dc ∥pb1,且dc= pb1,

∴dc pb1為平行四邊形,從而cb1∥dp.……11分

又cb1面acb1,dp面acb1, dp‖面acb1.……13分

同理,dp‖面bcb1.………14分

【原題】如圖,在四稜錐p-abcd中,pa底面abcd,

dab為直角,ab‖cd,ad=cd=2ab, e、f分別為pc、cd的中點.(ⅰ)試證:cd平面bef;(ⅱ)設pa=k·ab,且二面角e-bd-c的平面角大於,求k的取值範圍.

【錯誤分析】:1.先假設存在,再去推理,下結論: 2.運用推理證明計算得出結論,或先利用條件特例得出結論,然後再根據條件給出證明或計算。

【解析】(ⅰ)證:由已知dfab且dad為直角,故abfd是矩形,從而cdbf.

因此tan∠ehg==由k>0知是銳角,故要使>,必須>tan=解之得,k的取值範圍為k>

【原題】已知正方體,是底對角線的交點.求證:

(1)面;(2)面.

證明:(1)鏈結,設

鏈結, 是正方體是平行四邊形

且又分別是的中點,且是平行四邊形面,面

面(2)面又

同理可證

又面【原題】已知△bcd中,∠bcd=90°,bc=cd=1,ab⊥平面bcd,∠adb=60°,e、f分別是ac、ad上的動點,且

(ⅰ)求證:不論λ為何值,總有平面bef⊥平面abc;

(ⅱ)當λ為何值時,平面bef⊥平面acd? (14分)

證明:(ⅰ)∵ab⊥平面bcd, ∴ab⊥cd,

∵cd⊥bc且ab∩bc=b, ∴cd⊥平面abc

又∴不論λ為何值,恒有ef∥cd,∴ef⊥平面abc,ef平面bef,

∴不論λ為何值恒有平面bef⊥平面abc

(ⅱ)由(ⅰ)知,be⊥ef,又平面bef⊥平面acd,

∴be⊥平面acd,∴be⊥ac

∵bc=cd=1,∠bcd=90°,∠adb=60°,

由ab2=ae·ac 得

故當時,平面bef⊥平面acd

小題練習:

1.若乙個幾何體的三檢視都是等腰三角形,則這個幾何體可能是

a.圓錐 b.正四稜錐 c.正三稜錐 d.正三稜臺

2.線段在平面內,則直線與平面的位置關係是

a、 b、 c、由線段的長短而定 d、以上都不對

3.垂直於同一條直線的兩條直線一定

a、平行b、相交 c、異面d、以上都有可能

4.在乙個側置的正三稜錐容器內放入乙個鋼球,鋼球恰與稜錐的四個面都接觸,過稜錐的

一條側稜和高作截面,正確的截面圖形是

abcd

5、下列說法正確的是

a、三點確定乙個平面b、四邊形一定是平面圖形

c、梯形一定是平面圖形 d、平面和平面有不同在一條直線上的三個交點

6、在正方體中,下列幾種說法正確的是

a、 b、 c、與成角 d、與成角

7、下列命題中:(1)、平行於同一直線的兩個平面平行;(2)、平行於同一平面的兩個平面平行;(3)、垂直於同一直線的兩直線平行;(4)、垂直於同一平面的兩直線平行.其中正確的個數有

a、1b、2c、3d、4

8、在空間四邊形各邊上分別取四點,如果與能相交於點,那麼

a、點必在直線上 b、點必在直線bd上

c、點必在平面內d、點必在平面外

9.空間四邊形abcd中,若,則與所成角為

a、 b、 c、 d、

10.平面與平面平行的條件可以是( )

a.內有無窮多條直線與平行b.直線a//,a//

c.直線a,直線b,且a//,b// d.內的任何直線都與平行

11.在稜長為1的正方體上,分別用過共頂點的三條稜中點的平面截該正方體,則截去8個三稜錐後,剩下的凸多面體的體積是

abcd、

12.正六稜臺的兩底邊長分別為1cm,2cm,高是1cm,它的側面積為

a. cm2 b. cm2 c. cm2 d.3cm2

13.將一圓形紙片沿半徑剪開為兩個扇形,其圓心角之比為3∶4. 再將它們卷成兩個圓錐側

面,則兩圓錐體積之比為

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