1、第八部分空间图形57、平面的基本性质是高考中立体几何的重点内容.要掌握平面的基本性质，特别注意：不共线的三点确定一个平面.考察点和平面的位置关系时，要注意讨论点在平面的同侧还是两侧，会根据不同的情况作出相应的图形.举例1已知线段AB长为3，A、B两点到平面的距离分别为1与2，则AB所在直线与平面所成角的大小为；分析：要注意到点A、B是平面同侧还是在平面的两侧的情况.当A、B在平面的同侧时，AB所在直线与平面所成角大小为；当A、B在平面的两侧时，AB所在直线与平面所成角为.举例2判断命题：“平面上有不共线的三点到平面的距离相等，则平面与平面是平行平面”的真假.分析：这是一个假命题.只有当这三点在
2、平面的同侧时，两平面才平行.58、线面关系中三类平行的共同点是“无公共点”；三类垂直的共同点是“成角90”.线面平行、面面平行，最终化归为线线平行.线面垂直、面面垂直，最终化归为线线垂直.举例已知平面，直线.有下列命题：（1）；（2）（3）；（4）.其中正确的命题序号是.分析：立体几何中的符号语言所描述的问题是高考命题中的重点，基本上每年的高考在选择或填空题中都会有涉及，要充分理解符号语言所体现的几何意义.（1）体现的是两平面平行的一个性质：若两平面平行，则一个平面内的任一直线与另一平面平行.（2）要注意的是直线可能在平面内.（3）注意到直线与平面之间的关系：若两平行直线中的一条与一个平面垂直
3、，则另一条也与这个平面垂直.且垂直于同一直线的两个平面平行.（4）根据两平面平行的判定知，一个平面内两相交直线与另一个平面平行，两平面才平行.由此知：正确的命题是（1）与（3）.59、直线与平面所成角的范围是；两异面直线所成角的范围是.一般情况下，求二面角往往是指定的二面角，若是求两平面所成二面角只要求出它们的锐角（直角）情况即可.举例设A、B、C、D分别表示下列角的取值范围：（1）A是直线倾斜角的取值范围；（2）B是锐角；（3）C是直线与平面所成角的取值范围；（4）D是两异面直线所成角的取值范围.用“”把集合A、B、C、D连接起来得到.分析：直线倾斜角的范围是，锐角的范围是.由此：.ABCD
4、A1B1C1D1EF60、立体几何中的计算主要是角、距离、体积、面积的计算.两异面直线所成角、直线与平面所成角的计算是重点（二面角的计算文科不要求）.求两异面直线所成角可以利用平移的方法将角转化到三角形中去求解，也可以利用空间向量的方法（要在方便建立坐标系时用），特别要注意的是两异面直线所成角的范围.当求出的余弦值为时，其所成角的大小应为.举例正方体ABCDA1B1C1D1中，E是AB中点，则异面直线DE与BD1所成角的大小为.分析：取CD中点F，则BF/DE.那么D1BF是异面直线DE与BD1所成的角（或补角）.设正方体的棱长为2，可求得：.在BFD1中，求得，所以异面直线DE与BD1所成角
5、的大小为.对于异面直线所成角的计算，在便于建系的立体图形中（垂直关系明显：如正方体、长方体或有一侧棱与底面垂直的棱锥等）也可以利用建系的方法进行求解，ABCDA1B1C1D1E但要注意到空间坐标系的建立方法，确定好坐标轴.建立如图坐标系，设正方体的棱长为2，则，.，设向量与所成角为，则.所以异面直线DE与BD1所成角的大小为.特别需要注意的是：两向量所成的角是两向量方向所成的角，它与两向量所在的异面直线所成角的概念是不一样的.本题中的向量与所成的角大小是两异面直线DE与BD1所成角的补角.61、直线与平面所成角的求解过程中，要抓住直线在平面上的射影，转化到直角三角形中去求解.点到平面的距离的求
6、解可以利用垂线法，也可以利用三棱锥的体积转化.ABCA1B1C1E举例正三棱柱ABCA1B1C1的底面边长是2，BC1与平面ACC1A1所成角为30.试求：（1）三棱柱ABCA1B1C1的体积；（2）点C到平面BAC1的距离.分析：（1）求三棱柱的体积，只要求出其高即可.由BC1与平面ACC1A1所成角为30，则要作出BC1在平面ACC1A1上的射影.取AC中点E，则BE，所以平面ACC1A1，则EC1是BC1在平面ACC1A1上的射影.有=30.由，知，所以.则三棱柱的体积V=.（2）若直接求点C到平面BAC1的距离，则需要作垂线、定垂足，比较麻烦.利用体积转化则比较简单.注意到三棱锥CAB
7、C1即为三棱锥C1ABC，其体积为，设C到平面BAC1的距离为，则.容易求得，所以点C到平面BAC1的距离为.62、长方体、正方体是最基本的几何体，要熟练掌握它们中的线面关系.长方体的长、宽、高分别为，对角线长为，则.利用这一关系可以得到下面两个结论：（1）若长方体的对角线与三棱所成角分别为，则；（2）若长方体的对角线与三面所成角分别为，则.举例长方体ABCDA1B1C1D1的对角线AC1与过A点的三条棱所成的角分别为，若，则（）A、；B、；C、D、不确定.分析：根据得，则，.选C.63、正方体中线面关系可以说是高考中的重点内容，相当一部分的高考题是以正方体作为载体进行命题，或是截取正方体的一
8、部分进行命题.请特别关注正方体表面按不同形式的展开图，会由展开的平面图形想象立体图形.举例1如图是一正方体的平面展开图，在这个正方体中：（1）AF与CN所在的直线平行；（2）CN与DE所在的直线异面；（3）CN与BM成60角；（4）DE与BM所在的直线垂直.以上四个命题中正确的命题序号是；分析：将此展开图还原成正方体（如图）.可以看出：（2）、（3）、（4）是正确命题.BMFADECNABCDEFMN举例2ABCDA1B1C1D1是单位正方体，黑、白两只蚂蚁从点A出发以相同速度沿棱向前爬行，每爬完一条棱称为“爬完一段”.白蚂蚁爬行的路线是，黑蚂蚁爬行的路线是，在爬行过程中它们都遵循如下规则：所
9、爬行的第段与第段所在直线必须是异面直线（其中）.设黑、白两只蚂蚁都爬完2007段后各自停止在正方体的某个顶点处，这时黑、白两个蚂蚁的距离是（）A、1；B、；C、；D、0.分析：注意到它们的运动规律，都是呈周期运动，运动周期为6.经过2007次运动，由知，它们运动后所停位置就是第3次运动后所停位置.则它们都到达C1点，所以这两蚂蚁之间的距离为0，选D.64、三棱锥顶点在底面三角形内射影为三角形的外心、内心、垂心的条件要分清楚.外心：三侧棱相等或三侧棱与底面所成的角相等（充要条件）；内心：三侧面与底面所成的二面角相等（充要条件）；垂心：相对的棱垂直（充要条件）或三侧棱两两垂直（充分条件）.举例三棱
10、锥的“三侧棱与底面所成的角相等且底面是正三角形”是“三棱锥为正三棱锥”的（）A、充分不必要条件；B、必要不充分条件；C、充要条件；D、既不充分又不必要条件.分析：三侧棱与底面所成的角相等，则顶点在底面上的射影是底面三角形的外心，又底面是正三角形，则外心就是中心，知此三棱锥是正三棱锥.反之也成立，选C.65、关注正棱锥中的几个直角三角形.（1）高、斜高、底面边心距组成的直角三角形；（2）侧棱、斜高、底面棱长的一半组成的直角三角形；（3）底面上的边心距、底面外接圆半径、底面棱长的一半组成的直角三角形.（4）高、侧棱、底面外接圆半径组成的直角三角形.进一步关注的是：侧棱与底面所成角、侧面与底面所成二
11、面角的平面角都体现在这些直角三角形中.举例若一正三棱锥的底面边长是，体积为，则此三棱锥的侧棱与底面所成角的大小为；侧面与底面所成二面角的大小为；此三棱锥的侧面积为.ABCDEO分析：如图，设正三棱锥ABCD的高为.由题知：，则.设BC中点为E，顶点A在底面上的射影为O.注意三角形ADO中含有侧棱与底面所成角即与侧面底面所成二面角的平面角即.由底面是正三角形且边长为知，则.所以侧棱与底面所成角大小为，侧面与底面所成二面角大小为.由知，可求得侧面积为.求侧面积也可以利用面积射影定理，由侧面与底面所成二面角正切值为，则此二面角的余弦值为，正三棱锥各侧面与底面所成的二面角都相等，则，所以.ABCDA1
12、B1C1D1EF66、直线与直线所成的角，直线与平面所成的角，二面角在计算过程中都有射影定理.两直线所成角余弦值的大小是一直线上的线段在另一直线上的射影长（过此线段两端点向另一直线作垂线，两垂足之间的线段长，若两直线垂直，则两垂足重合，射影长为0）与原线段长的比；二面角的平面角（或其补角）的余弦值等于，其中是一个半平面上的图形面积，是此图形在另一平面上的射影图形面积.举例如图，E是正方体ABCDA1B1C1D1的棱CD的中点，则异面直线BE与CD1所成角的大小为.分析：B点在直线CD1上的射影是C点，过E作EFCD1于F，则F是E在直线CD1上的射影.设正方体棱长为2，则，.设BE与CD1所成
13、角为，则.所以BE与CD1所成角大小为.说明：利用这种方法在解选择、填空等问题时比较方便，但要注意的此法解大题时慎用.67、特别注意有一侧棱与底面垂直且底面为正方形、直角梯形、菱形等四棱锥，关注四个面都是直角三角形的三棱锥.它们之间的线面关系也是高考命题的热点内容.举例1如图三棱锥SABC中，SA平面ABC，90，则此三棱锥的四个面中的直角三角形的个数有个.SABC分析：此三棱锥的四个面都是直角三角形.此图中有三垂线定理（）；线面角（是SC与平面ABC所成的角，是SB与平面ABC所成的角）；二面角的平面角（是二面角SBCA的平面角）等.举例2如图在底面是直角梯形的四棱锥SABCD中，90，SA
14、平面ABCD，SAABBC1，AD.（1）求四棱锥SABCD的体积； （2）求SC与AB所成角的大小.分析：（1）底面积S=，.SABCD（2）建立如图坐标系，则，设向量与所成角为，则，即SC与AB所成角的大小为.68、对平面图形的翻折问题要有所了解：翻折后，在同一半平面内的两点、点线及两线的位置关系是不变的，若两点分别在两个半平面中，两点之间的距离一般会发生变化.要认清从平面图形到空间图形之间的联系，能够从平面图形的关系过渡到空间图形的关系，根据问题画出空间图形.举例如图在正三角形ABC中，D、E、F分别是各边的中点，G、H、I分别是DE、FC、EF的中点.将三角形ABC沿DE、EF、DF折
15、成三棱锥后，BG与IH所成角的大小为（）BDEFHICGAA、； B、； C、； D、.ADFEGIHBC分析：平面图形翻折成三棱锥后，A、B、C重合于一点，BG是BED的中线，HI/BE.所以BG与HI所成角为.选A.69、图形的分解、组合是立几命题的新思路，学会平面到空间、空间到平面的转化.举例下面的一组图形为一四棱锥SABCD的侧面与底面.ABCD（1）请画出四棱锥SABCD的示意图，是否存在一条侧棱垂直于底面？如果存在的话，指出是示意图中的哪一条，说明理由.（2）求出此四棱锥的体积；SABCDEF（3）设E是最长侧棱的中点，F是底面正方形ABCD的边中与最长侧棱异面的边的中点，求EF与最短侧棱所成角的大小.分析：这是一道比较新颖的立体几何题.要能根据侧面与底面的形状先把它拼起来后，再解题.问题是从立几中解决，因此对于作图能力有一定的要求，作不出图则无法解决.（1）如图知，侧棱SA底面ABCD.因为侧面SAB、SAD都是等腰直角三角形.（2）该四棱锥的体积；（3）最长侧棱是SC，E是SC中点，取底面边AB的中点为F，最短侧棱为SA.即求EF与SA所成角的大小.不难求出此角为.
