立体几何
1、空间的直线与平面
⒈平面的基本性质
(1)三个公理及公理三的三个推论和它们的用途;⑵斜二测画法. ⒉空间两条直线的位置关系:相交直线、平行直线、异面直线.
(1)公理四(平行线的传递性).等角定理.
(2)异面直线的判定:判定定理、反证法.
(3)异面直线所成的角:定义(求法)、范围.
⒊直线和平面平行于平面和平面平行
(1)直线与平面平行:直线和平面的位置关系、直线和平面平行的判定与性质.
(2)平行平面:两个平面的位置关系、两个平面平行的判定与性质. ⒋直线和平面垂直
(1)直线和平面垂直:定义、判定定理.
(2)垂线定理及逆定理. 典型例题 例1 如图,P是⊿ABC所在平面外一点,M,N分别是PA和AB的中点,试过点M,N做平行于AC的平面,要求:(1)画出平面分别与平面ABC,平面PBC,
平面PAC的交线;
(2)试对你的画法给出证明.
解:(1)过N点作NE//AC交BC于E,过M点作MF//AC交PC于F,连结EF,
则平面MNEF为平行于AC的平面,
NE,EF,MF分别是平面与平面ABC,平面PBC,平面PAC的交线.
(2)∵NE//AC,MF//AC,∴NE//MF.∴直线NE与MF共面,NE,EF,MF分别是平面MNEF与平面ABC,平面PBC,平面PAC的交线.
∵NE//AC,NE平面MNEF,
∴AC//平面MNEF.
∴平面MNEF为所求的平面.
2、空间向量
1、空间向量及其运算
(1)空间向量及其加减与数乘运算(几何方法).
(2)共线向量定理与共面向量定理.
(3)空间向量基本定理.
(4)两个向量的数量积:定义、几何意义.
2、空间向量的坐标运算
(1)空间直角坐标系:坐标向量、点的坐标、向量的坐标表示.
(2)向量的直角坐标运算.
(3)夹角和距离公式.
3、夹角与距离
1、直线和平面所成的角与二面角
(1)平面的斜线和平面所成的角:三面角余弦公式、最小角定理、斜线和平面所成的角、直线和平面所成的角.
(2)二面角的定义、范围、二面角的平面角、直二面角;互相垂直的平面及其判定定 理、性质定理.
2、距离:点到平面的距离;直线到与它平行平面的距离;两个平行平面的公垂线、公垂线段;异面直线的公垂线及其性质、公垂线段。
典型例题
例1 在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是一直角梯形,∠BAD=90°,AD∥BC,AB=BC=a,AD=2a,且PA⊥底面ABCD,PD与底面成30°(PD和其在底面上的射影所成⑴若AE⊥PD,垂足为E,求证:BE⊥PD;
⑵求异面直线AE与CD解:以A为坐标原点,建立如图所示空间直角坐标系A-xyz,由题意知A(0,0,0),B(a,0,0),C(a,a,0),
D(0,2a,0)
证明⑴:∵PD在底面上的射影是DA,且PD与底面成2a), ∴∠PDA=30°,P(0,0,
3∵AE⊥PD,||113||a,E(0,a,a) 22
2132(a,a,a),(0,2a,3a), 223
0(a)aa22a(a)0,,即BE⊥
223
a3aa2
解⑵:由⑴知(0,,),(a,a,0),, 222
又|AE|a,|CD|2a,2,
4∴异面直线AE与CD所成角的大小为arccos2.4
4、简单多面体与球
1、棱柱与棱锥:(1)多面体;(2)棱柱、直棱柱、正棱柱、棱柱的性质;(3)平行六面体、直平行六面体、长方体、正四棱柱的性质;(4)棱锥、正棱锥、棱锥的性质、正棱锥的性质;直棱柱和正棱锥的直观图的画法。
2、球
⑴球和它的性质:球体、球面、球的大圆、小圆、球面距离.
⑵球的体积公式和表面积公式.
典型例题
例题1.在三棱锥P-ABC中,三条侧棱PA,PB,PC两
两垂直,H是△ABC的垂心
求证:⑴PH底面ABC⑵△ABC是锐角三角形
证明:⑴∵PAPBPAPC且PB∩PC=P
∴PA侧面PBC又∵BC平面PBD∴PABC
∵H是△ABC的垂心∴AHBC
∵PA∩AH=A∴BC截面PAH
又PH平面PAH∴BCPH
同理可证:ABPH又ABBC=B∴PH面ABC
⑵设AH与直线BC的交点为E,连接PE
由⑴知PH底面ABC∴AE为PE在平面ABC的射影
由三垂线定理:PEBC
∵PBPC即△BPC是直角三角形,BC为斜边
∴E在BC边上由于AEBC,故B∠C都是锐角
同理可证:∠A也是锐角∴△ABC为锐角三角形
A C