1、第一章 章末总结一、空间几何体的画法及表面积、体积计算立体图形和平面图形的转化是立体几何主要的考点一方面,由几何体能够画出其平面图,如三视图、直观图等;另一方面,由三视图能够想象出几何体的形状,并能研究其表面积、体积等例1一几何体的三视图如图所示,尺寸如图中所示(1)说出该几何体的结构特征并画出直观图;(2)计算该几何体的体积与表面积变式训练1若一个底面为正三角形、侧棱与底面垂直的棱柱的三视图如下图所示,则这个棱柱的体积为_例2梯形A1B1C1D1是一平面图形ABCD的直观图(斜二测),若A1D1O1y1,A1B1C1D1,A1B12,C1D13,A1D11,则ABCD的面积是_变式训练2等腰
2、梯形ABCD,上底CD1,腰ADCB,下底AB3,以下底所在直线为x轴,则由斜二测画法画出的直观图ABCD的面积为_二、平面基本性质的应用1关于多点共线问题往往需证明这些点在某两个平面的交线上2多线共点问题的证明往往让其他线都过某两条线的交点3多点共面问题的证明往往让其他点在某三点或四点确定的平面上4多线共面问题的证明往往让其他线在某两条直线确定的平面内例3如图所示,空间四边形ABCD中,E,F分别为AB,AD的中点,G,H分别在BC,CD上,且BGGCDHHC12求证:(1)E、F、G、H四点共面;(2)GE与HF的交点在直线AC上变式训练3如图,四边形ABBA,BCCB,CAAC都是梯形求
3、证:三直线AA,BB,CC相交于一点三、直线、平面的位置关系1空间平行关系的判定方法:(1)判定线线平行的方法利用线线平行的定义证共面而且无公共点(结合反证法);利用平行公理4;利用线面平行性质定理;利用线面垂直的性质定理(若a,b,则ab);利用面面平行性质定理(若,a,b,则ab)(2)判断线面平行的方法:线面平行的定义(无公共点);利用线面平行的判定定理(a,b,aba);面面平行的性质定理(,aa);面面平行的性质(,a,a,aa)(3)面面平行的判定方法有:平面平行的定义(无公共点);判定定理(若a,b,a、b,且abA,则);判定定理的推论(若aa,bb,a,b且abA,a,b,且
4、abA,则);线面垂直性质定理(若a,a,则);平面平行的性质(传递性:,)平行关系的转化是:2空间垂直关系的判定方法:(1)判定线线垂直的方法有:计算所成的角为90(包括平面角和异面直线所成的角);线面垂直的性质(若a,b,则ab);面面垂直的定义:若两平面垂直,则两平面相交形成的二面角的平面角为90(2)判定线面垂直的方法有:线面垂直定义(一般不易验证任意性);线面垂直的判定定理(ab,ac,b,c,bcMa);平行线垂直平面的传递性质(ab,ba);面面垂直的性质(,l,a,ala);面面平行的性质(a,a);面面垂直的性质(l,l)(3)面面垂直的判定方法有:根据定义(作两平面构成二面
5、角的平面角,计算其为90);面面垂直的判定定理(a,a)垂直关系的转化是:例4如图所示,在四棱锥PABCD中,侧面PAD是正三角形,且与底面ABCD垂直,底面ABCD是边长为2的菱形,BAD60,N是PB的中点,过A,D,N的平面交PC于M,E为AD的中点求证:(1)EN平面PDC;(2)BC平面PEB;(3)平面PBC平面ADMN变式训练4如图所示,在四棱锥PABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD底面ABCD,PDDC,E是PC的中点,过E点作EFPB交PB于点F求证:(1)PA平面EDB;(2)PB平面EFD第一章 章末总结 答案例1解(1)由三视图知该几何体是由一个圆柱与一个等底圆锥
6、拼接而成的组合体,其直观图如图所示(2)由三视图中尺寸知,组合体下部是底面直径为8 cm,高为20 cm的圆柱,上部为底面直径为8 cm,母线长为5 cm的圆锥易求得圆锥高h3(cm),体积V4220423336(cm3),表面积S42242045196(cm2)该几何体的体积为336 cm3,表面积为196 cm2点评三视图画法:它包括主视图、左视图、俯视图三种画图时要遵循“高平齐、长对正、宽相等”的原则,同时还要注意被挡住的轮廓线画成虚线变式训练136解析观察三视图得棱柱底面正三角形的高和侧棱长注意图中数据3是底面正三角形的高,不是边长棱柱的侧棱长为4,底面正三角形的高为3,设边长为a,则
7、a3,所以a6所以底面积为a29所以棱柱的体积为9436例25解析把图还原,ABCD为直角梯形,ABA1B12,CDC1D13,AD2A1D12S梯ABCD5点评斜二测画法:主要用于水平放置的平面图画法或立体图形的画法它的主要步骤:画轴;画平行于x,y,z轴的线段分别为平行于x,y,z轴的线段;截线段,平行于x,z轴的线段的长度不变,平行于y轴的线段的长度变为原来的一半变式训练2解析OE1,OE,EF,直观图ABCD的面积为S(13)例3证明(1)BGGCDHHC,GHBD,又EFBD,EFGH,E、F、G、H四点共面(2)G,H不是BC、CD的中点,EFGH又EFGH,EG与FH不平行,则必
8、相交,设交点为MM面ABC且M面ACDM在面ABC与面ACD的交线上MACGE与HF的交点在直线AC上点评证明线共点、点共线、线共面问题,重要是应用平面的基本性质,先证部分元素共点、共线、共面,再利用公理1,2,3证明其他元素也具有这个性质,要熟练地掌握这三个公理变式训练3证明梯形ABBA中,ABABAA,BB在同一平面AB内设直线AA,BB相交于点P,同理BB、CC同在平面BC内,CC、AA同在平面AC内PAA,AA平面AC,P平面AC同理点P平面BC根据公理2,点P在平面AC与平面BC的交线上,而平面AC平面BCCC,故点P 直线CC,即三直线AA、BB、CC相交于一点例4证明(1)因为A
9、DBC,BC平面PBC,AD平面PBC,所以AD平面PBC,又平面ADMN平面PBCMN,所以ADMN,所以MNBC因为N为PB的中点,所以M为PC的中点,所以MNBC,且MNBC又E为AD的中点,所以四边形DENM为平行四边形所以ENDM又EN平面PDC,DM平面PDC,所以EN平面PDC(2)因为ABCD为边长为2的菱形,且BAD60,所以BEAD又因为PEAD,PEBEE,所以AD平面PEB因为ADBC,所以BC平面PEB(3)由(2)知ADPB又因为PAAB且N为PB的中点,所以ANPB,又ADANA,所以PB平面ADMN又PB平面PBC,所以平面PBC平面ADMN点评立体几何的证明,
10、我们要牢牢抓住“转化”这一思想,线与线,线与面,面与面之间的垂直与平行都可互相转化,转化的理论依据是这三种平行与垂直的判定定理、性质定理等变式训练4证明(1)如图所示,连结AC交BD于O,连结EO底面ABCD是正方形,点O是AC的中点在PAC中,EO是中位线,PAEO而EO平面EDB且PA平面EDB,PA平面EDB(2)PD底面ABCD,且DC平面ABCD,PDDCPDDC,PDC是等腰直角三角形又DE是斜边PC的中线,DEPC 由PD底面ABCD,得PDBC底面ABCD是正方形,DCBCBC平面PDC又DE平面PDC,BCDE 由和推得DE平面PBC而PB平面PBC,DEPB又EFPB,且DEEFE,PB平面EFD