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(完整版)高考文科立体几何证明专题

(完整版)高考文科立体几何证明专题
(完整版)高考文科立体几何证明专题

图 4

立体几何专题

1.如图4,在边长为1的等边三角形ABC 中,,D E 分别是,AB AC 边上的点,AD AE =,

F 是BC 的中点,AF 与DE 交于点

G ,将ABF

?沿AF 折起,得到如图5所示的三棱锥A BCF -,其中BC =

. (1) 证明:DE //平面BCF ; (2) 证明:CF ⊥平面ABF ;

(3) 当2

3

AD =时,求三棱锥F DEG -的体积F DEG V -.

【解析】(1)在等边三角形ABC 中,AD AE =

AD AE

DB EC

=

,在折叠后的三棱锥A BCF -中 也成立,//DE BC ∴ ,DE ?Q 平面BCF ,

BC ?平面BCF ,//DE ∴平面BCF ;

(2)在等边三角形ABC 中,F 是BC 的中点,所以AF BC ⊥①,12

BF

CF ==

. Q 在三棱锥A BCF -中,2

BC =

,222BC BF CF CF BF ∴=+∴⊥② BF CF F CF ABF ?=∴⊥Q 平面;

(3)由(1)可知//GE CF ,结合(2)可得GE

DFG ⊥平面

.

111111132323323324F DEG E DFG

V V DG FG GF --??∴==????=?????= ? ???

【解析】这个题是入门级的题,除了立体几何的内容,还考查了平行线分线段成比例这个平面几何的内容.

2.如图5所示,在四棱锥P-ABCD 中,AB ⊥平面PAD,AB CD,PD=AD,E 是PB 的中点,F 是DC 上的点且DF=

2

1

AB,PH 为?PAD 中AD 边上的高. (1) 证明:PH ⊥平面ABCD ;

(2) 若PH=1,AD=2,FC=1,求三棱锥E-BCF 的体积; (3) 证明:EF ⊥平面PAB . 解:(1)

ABCD

PH PAD PAD AB PAD 平面所以平面,面又中的高为⊥=?⊥∴?⊥⊥∴?A

AD AB AB PH PH AD PH PH Θ

(2):过B 点做BG G CD BG ,垂足为⊥;

连接HB,取HB 中点M ,连接EM ,则EM 是BPH ?的中位线

ABCD )1(平面知:由⊥PH Θ

ABCD 平面⊥∴EM BCF 平面EM⊥∴

即EM 为三棱锥B CF -E 底面上的高

BG FC ?=

?2

1S BCF =22

2121=

??

2

1

21=

PH EM=12

221223131

=??=??=-EM

S V BCF BCF E

(3):取AB 中点N ,PA 中点Q ,连接EN ,FN ,EQ ,DQ N

FN EN FN AB NADF AB 2

1

DF //EN PAB EN PAD PAD AB PAD ,//=?⊥∴∴=⊥∴∴?⊥∴?⊥∴⊥是距形四边形又的中位线是又平面,平面平面ΘΘΘEN

AB PA PA

AB PA CD CD AB

3、如图,已知三棱锥A —BPC 中,AP ⊥PC , AC ⊥BC , M 为AB 中点,D 为PB 中点,且△PMB 为正三角形。 (Ⅰ)求证:DM ∥平面APC ;

(Ⅱ)求证:平面ABC ⊥平面APC ;

(Ⅲ)若BC =4,AB =20,求三棱锥D —BCM 的体积.

4、已知正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1,其棱长为2,O 是底ABCD 对角线的交点。 求证:(1)C 1O ∥面AB 1D 1;

(2)A 1C ⊥面AB 1D 1。

NEF

AB N NE NF

NF AB NADF AB

EF NEF EF NEF AB 平面是距形四边形平面又平面⊥∴=?⊥∴∴⊥∴?⊥∴

(3)若M是CC1的中点,求证:平面AB1D1⊥平面MB1D1

5.如图,P A垂直于矩形ABCD所在的平面,AD=P A=2,CD=22,E、F分别是AB、PD 的中点.

(1)求证:AF∥平面PCE;

(2)求证:平面PCE⊥平面PCD;

(3)求四面体PEFC的体积.

6.如图,已知在三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,AA 1⊥平面ABC ,AC =BC ,M 、N 、P 、Q 分别是

AA 1、BB 1、AB 、B 1C 1的中点. (1)求证:平面PCC 1⊥平面MNQ ; (2)求证:PC 1∥平面MNQ .

7.如图,在棱长为2的正方体1111D C B A ABCD -中,

E 、

F 分别为1DD 、DB 的中点.

(1)求证:EF //平面11D ABC ; (2)求证:EF C B 1⊥

8.右图为一简单集合体,其底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,

//EC PD ,且2PD AD EC ===2 .

(1)画出该几何体的三视图; (2)求四棱锥B -CEPD 的体积; (3)求证://BE 平面PDA .

9.如图所示,四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 为正方形,PD ⊥平面ABCD ,2PD AB ==,E ,F ,G 分别为PC 、PD 、BC 的中点. (1)求证:EFP GC 面⊥; (2)求证:;EFG PA 面//; (3)求三棱锥P EFG -的体积.

P

A

B

C

D

E

3、解:(Ⅰ)由已知得,MD 是?ABP 的中位线

∴AP MD ∥ ……………2分

APC AP APC MD 面面??,Θ

∴APC MD 面∥ ……………4分

(Ⅱ)PMB ?Θ为正三角形,D 为PB 的中点,

∴PB MD ⊥, …………………5分

∴PB AP ⊥ …………………6分

又P PC PB PC AP =?⊥,Θ∴PBC AP 面⊥ ……………………7分

PBC BC 面?Θ ∴BC AP ⊥

又A AP AC AC BC =?⊥,ΘAPC BC 面⊥∴ ………………9分

ABC BC 面?Θ∴平面ABC ⊥平面APC ………………10分

(Ⅲ)∵PBC MD 面⊥,∴MD 是三棱锥M —DBC 的高,且MD =11分

又在直角三角形PCB 中,由PB =10,BC =4,可得PC = ………12分

于是1

2

BCD BCP S S ??== ………………………………………………13分 ∴D BCM V -=7103

1

==-Sh V DBC M …………………………14分

4、证明:(1)连结11A C ,设11111AC B D O =I

连结1AO ,Q 1111ABCD A B C D -是正方体

11A ACC ∴是平行四边形

11A C AC ∴P 且 11A C AC =

又1,O O 分别是11,A C AC 的中点,11O C AO ∴P 且11O C AO =

11AOC O ∴是平行四边形 111,C O AO AO ∴?P 面11AB D ,1C O ?面11AB D

∴1C O P 面11AB D ……………………………………… 5分

(2)1CC ⊥Q 面1111A B C D 11!CC B D ∴⊥

又1111A C B D ⊥Q , 1111B D AC C ∴⊥面

1

11AC B D ⊥即 同理可证11A C AB ⊥, 又1111D B AB B =I

∴1

AC ⊥面11AB D ……………………………………… 9分 (3)设B 1D 1的中点为N,则AN ⊥B 1D 1,MN ⊥B 1D 1,则

363MN AN AM ===,,

222,AN MN AM AMN RT ∴+=∴??,是 11,,AN MN AN B D ∴⊥∴⊥面M

1111,AB D B D ∴⊥面面M (也可以通过定义证明二面角是直二面角) ……… 14分

5、.解:(1)证明:设G 为PC 的中点,连结FG ,EG , ∵F 为PD 的中点,E 为AB 的中点, ∴FG 1

2

CD ,AE 12

CD ∴FG

AE ,∴AF ∥GE

∵GE ?平面PEC , ∴AF ∥平面PCE ;

(2)证明:∵P A =AD =2,∴AF ⊥PD 又∵P A ⊥平面ABCD ,CD ?平面ABCD , ∴P A ⊥CD ,∵AD ⊥CD ,P A ∩AD =A , ∴CD ⊥平面P AD ,

∵AF ?平面P AD ,∴AF ⊥CD .

∵PD ∩CD =D ,∴AF ⊥平面PCD , ∴GE ⊥平面PCD , ∵GE ?平面PEC , ∴平面PCE ⊥平面PCD ; (3)由(2)知,GE ⊥平面PCD , 所以EG 为四面体PEFC 的高, 又GF ∥CD ,所以GF ⊥PD , EG =AF =2,GF =1

2CD =2,

S △PCF =1

2

PD ·GF =2.

得四面体PEFC 的体积V =13S △PCF ·EG =22

3.

6、证明:(1)∵AC =BC ,P 为AB 的中点,∴AB ⊥PC ,

又CC 1∥AA 1, AA 1⊥平面ABC , ∴CC 1⊥平面ABC , ∴CC 1⊥AB , 又∵CC 1∩PC =C , ∴AB ⊥平面PCC 1,

由题意知MN ∥AB ,故MN ⊥平面PCC 1, MN 在平面MNQ 内, ∴平面PCC 1⊥平面MNQ .

(2)连接AC 1、BC 1,∵BC 1∥NQ ,AB ∥MN , 又BC 1∩AB =B , ∴平面ABC 1∥平面MNQ , ∵PC 1在平面ABC 1内,

∴PC 1∥平面MNQ .

解:(1)证明:连接AF ,则AF =22,DF =22, 又AD =4,∴DF 2+AF 2=AD 2, ∴DF ⊥AF .又P A ⊥平面ABCD , ∴DF ⊥P A ,又P A ∩AF =A ,

.DF PAF DF PF PF PAF ∴⊥?

?⊥???

平面平面

(2)过点E 作EH ∥FD 交AD 于点H ,则EH ∥平面PFD 且AH =1

4AD .

再过点H 作HG ∥DP 交P A 于点G ,则HG ∥平面PFD 且AG =1

4AP ,

∴平面EHG ∥平面PFD . ∴EG ∥平面PFD .

从而满足AG =1

4AP 的点G 为所求.

7、证明: (1)连接1BD

E 、

F 分别为1DD 、DB 的中点,则EF //1BD ,

又1BD ?平面11D ABC ,EF ?平面11D ABC , ∴EF //平面11D ABC

(2)正方体1111D C B A ABCD -中,⊥AB 平面11B BCC ,则⊥AB C B 1

正方形11B BCC 中,11BC C B ⊥,又1BC AB ?=B ,AB 、?1BC 平面11D ABC , 则⊥C B 1平面11D ABC ,

1BD ?平面11D ABC ,所以⊥C B 11BD

又EF //1BD ,所以⊥C B 1EF.

8、解:(1)该组合体的主视图和侧视图如右图示:-----3分

(2)∵PD ⊥平面ABCD ,PD ?平面PDCE ∴平面PDCE ⊥平面ABCD

∵BC CD ⊥ ∴BC ⊥平面PDCE ----------5分

∵11

()32322

S PD EC DC =

+?=??=梯形PDCE --6分 ∴四棱锥B -CEPD 的体积

11

32233

B CEPD PDCE V S B

C -=?=??=梯形.----8分

(3) 证明:∵//EC PD ,PD ?平面PDA , EC ?平面PDA

∴EC//平面PDA ,------------------------------------10分 同理可得BC//平面PDA ----------------------------11分 ∵EC ?平面EBC,BC ?平面EBC 且EC BC C =I ∴平面BEC //平面PDA -----------------------------13分

又∵BE ?平面EBC ∴BE//平面PDA------------------------------------------14分

面PCD ∴三棱锥以GC 为高,三角形PEF 为底………10分 ∵112PF PD =

=,1

12

EF CD ==,

11

22

PEF

S EF PF

?

=?=.………12分

1

1

2

GC BC

==,

1111

1

3326

P EFG G PEF PEF

V V S GC

--?

==?=??=………14分

全国高考文科数学立体几何综合题型汇总

新课标立体几何常考证明题汇总 1、已知四边形ABCD 是空间四边形,,,,E F G H 分别是边,,,AB BC CD DA 的中点 (1) 求证:EFGH 是平行四边形 (2) 若 BD=AC=2,EG=2。求异面直线AC 、BD 所成的角和EG 、BD 所成的角。 证明:在ABD ?中,∵,E H 分别是,AB AD 的中点∴1 //,2 EH BD EH BD = 同理,1 //,2 FG BD FG BD =∴//,EH FG EH FG =∴四边形EFGH 是平行四边形。 (2) 90° 30 ° 考点:证平行(利用三角形中位线),异面直线所成的角 2、如图,已知空间四边形ABCD 中,,BC AC AD BD ==,E 是AB 的中点。 求证:(1)⊥AB 平面CDE; (2)平面CDE ⊥平面ABC 。 证明:(1)BC AC CE AB AE BE =??⊥?=? 同理, AD BD DE AB AE BE =? ?⊥?=? 又∵CE DE E ?= ∴AB ⊥平面CDE (2)由(1)有AB ⊥平面CDE 又∵AB ?平面ABC , ∴平面CDE ⊥平面ABC 考点:线面垂直,面面垂直的判定 A H G F E D C B A E D B C

3、如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 是1AA 的中点, 求证: 1//A C 平面BDE 。 证明:连接AC 交BD 于O ,连接EO , ∵E 为1AA 的中点,O 为AC 的中点 ∴EO 为三角形1A AC 的中位线 ∴1//EO AC 又EO 在平面BDE 内,1A C 在平面BDE 外 ∴1//A C 平面BDE 。 考点:线面平行的判定 4、已知ABC ?中90ACB ∠=o ,SA ⊥面ABC ,AD SC ⊥,求证:AD ⊥面SBC . 证明:90ACB ∠=∵° BC AC ∴⊥ 又SA ⊥面ABC SA BC ∴⊥ BC ∴⊥面SAC BC AD ∴⊥ 又,SC AD SC BC C ⊥?=AD ∴⊥面SBC 考点:线面垂直的判定 5、已知正方体1111ABCD A B C D -,O 是底ABCD 对角线的交点. 求证:(1) C 1O ∥面11AB D ;(2)1 AC ⊥面11AB D . 证明:(1)连结11A C ,设 11111 A C B D O ?=,连结1AO ∵ 1111ABCD A B C D -是正方体 11A ACC ∴是平行四边形 ∴A 1C 1∥AC 且 11A C AC = 又1,O O 分别是11,A C AC 的中点,∴O 1C 1∥AO 且11O C AO = 11AOC O ∴是平行四边形 111,C O AO AO ∴? ∥面11AB D ,1C O ?面11AB D ∴C 1O ∥面11AB D (2)1CC ⊥Q 面1111A B C D 11!CC B D ∴⊥ 又 1111 A C B D ⊥∵, 1111B D A C C ∴⊥面 1 11AC B D ⊥即 同理可证 11 A C AD ⊥, 又 1111 D B AD D ?= ∴1A C ⊥面11AB D 考点:线面平行的判定(利用平行四边形),线面垂直的判定 A E D 1 C B 1 D C B A S D C B A D 1O D B A C 1 B 1 A 1 C

(完整版)高三数学立体几何历年高考题(2011年-2017年)

高三数学立体几何高考题 1.(2012年7)如图,网格纸上小正方形的边长为1,粗线画出 的是某几何体的三视图,则此几何体的体积为 (A )6 (B )9 (C )12 (D )18 2.(2012年8)平面α截球O 的球面所得圆的半径为1,球心O 到平面α的距离为2,则此球的体积为 (A )6π (B )43π (C )46π (D )63π 3.(2013年11)某几何体的三视图如图所示, 则该几何体的体积为( ). A .16+8π B .8+8π C .16+16π D .8+16π 4.(2013年15)已知H 是球O 的直径AB 上一点,AH ∶HB =1∶2,AB ⊥平面α,H 为垂足,α截球O 所得截面的面积为π,则球O 的表面积为______. 5.(2014年8)如图,网格纸的各小格都是正方形,粗实线画出的 事一个几何体的三视图,则这个几何体是( ) A.三棱锥 B.三棱柱 C.四棱锥 D.四棱柱 6.(2014年10)正四棱锥的顶点都在同一球面上.若该棱锥的高为4, 底面边长为2,则该球的表面积为( ) A.81π4 B .16π C .9π D.27π4 7.(2015年6)《九章算术》是我国古代内容极为丰富的数学名著,书中有如下问题:“今有委米依垣内角,下周八尺,高五尺,问”积及为米几何?”其意思为:“在屋内墙角处堆放米(如图,米堆为一个圆锥的四分之一),米堆底部的弧长为8尺,米堆的高为5尺,米堆的体积和堆放的米各位多少?”已知1斛米的体积约为1.62立方尺,圆周率约为3,估算出堆放的米有( ) (A )14斛 (B )22斛 (C )36斛 (D )66斛 8.(2015年11)圆柱被一个平面截去一部分后与半球(半径为r )组成一个几何体,该几何体的三视图中的正视图和俯视图如图所示,若该几何体的表面积为1620π+,则r =( ) (A )1 (B )2 (C )4 (D )8 9(2016年7)如图,某几何体的三视图是三个半径相等的 圆及每个圆中两条互相垂直的半径.若该几何体的体积是28π 3 , 则它的表面积是 (A )17π (B )18π (C )20π (D )28π 10(2016年11)平面α过正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1的顶点A ,11//CB D α平面, ABCD m α=I 平面,11ABB A n α=I 平面,则m ,n 所成角的正弦值为 (A )32 (B )22 (C )33 (D )1 3 11.(2017年6)如图,在下列四个正方体中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直接AB 与平面MNQ 不平行的是 12.(2017年16)已知三棱锥S-ABC 的所有顶点都在球O 的球面上,SC 是球O 的直径。若平面SCA ⊥平面SCB ,SA =AC ,SB =BC ,三棱锥S-ABC 的体积为9,则球O 的表面积为________。

高中立体几何证明平行的专题

D B A 1 A F 立体几何——平行的证明 【例1】如图,四棱锥P -ABCD 的底面是平行四边形,点E 、F 分 别为棱AB 、 PD 的中点.求证:AF ∥平面PCE ; 分析:取PC 的中点G ,连EG.,FG ,则易证AEGF 是平行四边形 【例2】如图,已知直角梯形ABCD 中,AB∥CD,AB⊥BC,AB =1,BC =2,CD =1+3,过A 作AE⊥CD,垂足为E ,G 、F 分别为AD 、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使得DE⊥EC。 (Ⅰ)求证:BC⊥面CDE ; (Ⅱ)求证:FG∥面BCD ; 分析:取DB 的中点H ,连GH,HC 则易证FGHC 是平行四边形 【例3】已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D, E, F 分别为AA 1, CC 1, AB 的中点, M 为BE 的中点, AC⊥BE . 求证: (Ⅰ)C 1D⊥BC; (Ⅱ)C 1D∥平面B 1FM. 分 析 : 连 EA , 易 证 C 1EAD 是 平 行 四 是 (第1题图)

P E D C B A MF -,,AD CD AD BA ⊥⊥//EB PAD 平面E F G M AD CD BD BC AM EFG 求证: AB 1 ABEF ⊥ABCD ABEF ABCD 090,BAD FAB BC ∠=∠=//= 1 2 AD BE //= 12 AF ,G H ,FA FD BCHG ,,,C D F E ) 利用平行 四边形的性质 【例9】正方体ABCD —A 1B 1C 1D 1中O 为正方形ABCD 的中心,M 为BB 1的中点, 求证: D 1O 2 1 中点为PD E 求证:AE ∥平面PBC ; 分析:取PC 的中点F ,连EF 则易证ABFE 是平行四边形 【例11】在如图所示的几何体中,四边形ABCD 为平行四边形,∠ ACB=90?,EA⊥平面ABCD,EF ∥AB,FG∥BC,EG∥AC.AB=2EF。若M是线段AD的中点,求证:GM∥平面ABFE; (I )证法一: 因为 EF 90ACB ∠=? 90,EGF ABC ∠=??. EFG ?BC FG 2 1= ABCD BC AM 2 1=FA ?GM ? A B C D E F G M

历年全国理科数学高考试题立体几何部分精选(含答案)

(一) 1.在一个几何体的三视图中,正视图和俯视图如 右图所示,则相应的俯视图可以为 2.已知矩形ABCD的顶点都在半径为4的球O的球面上,且6,23 ==,则棱锥 AB BC -的体积为。 O ABCD 3.如图,四棱锥P—ABCD中,底面ABCD为平行四 边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底面ABCD. (Ⅰ)证明:PA⊥BD; (Ⅱ)若PD=AD,求二面角A-PB-C的余弦值。 : `

} (一) 2.83 3. 解:(Ⅰ)因为60,2DAB AB AD ∠=?=, 由余弦定理得3BD AD = 从而BD 2+AD 2= AB 2,故BD ⊥AD 又PD ⊥底面ABCD ,可得BD ⊥PD 所以BD ⊥平面PAD. 故 PA ⊥BD (Ⅱ)如图,以D 为坐标原点,AD 的长为单位长,射线DA 为x 轴的正半轴建立空间直角坐标系D-xyz ,则 ()1,0,0A ,()03,0B ,,() 1,3,0C -,()0,0,1P 。 (1,3,0),(0,3,1),(1,0,0)AB PB BC =-=-=- < 设平面PAB 的法向量为n=(x ,y ,z ),则0, 0, {n AB n PB ?=?= 即 3030 x y y z -+=-= 因此可取n=(3,1,3) 设平面PBC 的法向量为m ,则 m 0,m 0, { PB BC ?=?= 可取m=(0,-1,3-) 27 cos ,727 m n = =- 故二面角A-PB-C 的余弦值为 27 7 - <

(二) 1. 正方体ABCD-1111A B C D 中,B 1B 与平面AC 1D 所成角的余弦值为 A 23 B 33 C 2 3 D 63 2. 已知圆O 的半径为1,PA 、PB 为该圆的两条切线,A 、B 为俩切点,那么PA PB ?的最小值为 (A) 42-+ (B)32-+ (C) 422-+ (D)322-+ \ 3. 已知在半径为2的球面上有A 、B 、C 、D 四点,若AB=CD=2,则四面体ABCD 的体积的最大值为 (A) 23 (B)43 (C) 23 (D) 83 4. 如图,四棱锥S-ABCD 中,SD ⊥底面ABCD ,AB ⊥⊥(Ⅰ)证明:SE=2EB ; (Ⅱ)求二面角A-DE-C 的大小 . 《

立体几何证明平行专题

A B C D B A 1 A F 立体几何证明平行专题训练 命题:*** 1. 如图,四棱锥P -ABCD 的底面是平行四边形,点E 、F 分别为棱AB 、PD 的中点. 求证:AF ∥平面PCE ; 2、如图,已知直角梯形ABCD 中,AB∥CD,AB⊥BC,AB =1,BC =2,CD =1+3, 过A 作AE⊥CD,垂足为E ,G 、F 分别为AD 、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使得DE⊥EC. (Ⅰ)求证:FG∥面BCD ; (Ⅱ)求证:BC⊥面CDE ; 3、已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D, E, F 分别为AA 1, CC 1, AB 的中点, M 为BE 的中点, AC⊥BE . 求证: (Ⅰ) C 1D∥平面B 1FM. (Ⅱ)C 1D⊥BC; (第1题图)

4、如图所示, 四棱锥P -ABCD 底面是直角梯形, ,,AD CD AD BA ⊥⊥CD=2AB, E 为PC 的中点, 求证: //EB PAD 平面; 5、如图,已知E 、F 、G 、M 分别是四面体的棱AD 、CD 、BD 、BC 的中点,求证:AM ∥平面EFG 。 6、如图,ABCD 是正方形,O 是正方形的中心,E 是PC 的中点。 求证: PA ∥平面BDE A B C D E F G M

P E D C B A 7.如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中, D 为AC 的中点. 求 证 : AB 1ABEF ⊥ABCD ABEF ABCD 0 90,BAD FAB BC ∠=∠=//=12AD BE //=12AF ,G H ,FA FD //BC DHG 平面,,,C D F E 1C 2 1 中点为PD E 求证:AE ∥平面PBC ; 11、如图:S 是平行四边形ABCD 平面外一点,M 、N 分别是SA 、BD 上的点,且SM AM =ND BN , 求证:MN ∥平面SDC 12、如图,三棱锥ABC P -中,PB ⊥底面ABC ,90BCA ∠=,PB=BC=CA ,E 为PC 的中点,M 为AB 的中点,点F 在PA 上,且2AF FP =. (1)求证:BE ⊥平面PAC ; (2)求证://CM 平面BEF ;

立体几何证明题专题(教师版)分析

立体几何证明题 考点1:点线面的位置关系及平面的性质 例1.下列命题: ①空间不同三点确定一个平面; ②有三个公共点的两个平面必重合; ③空间两两相交的三条直线确定一个平面; ④三角形是平面图形; ⑤平行四边形、梯形、四边形都是平面图形; ⑥垂直于同一直线的两直线平行; ⑦一条直线和两平行线中的一条相交,也必和另一条相交; ⑧两组对边相等的四边形是平行四边形. 其中正确的命题是__________ . 【解析】由公理3知,不共线的三点才能确定一个平面,所以知命题①错,②中有可能出现 两平面只有一条公共线(当这三个公共点共线时),②错.③空间两两相交的三条直线有三个交点或一个交点,若为三个交点,则这三线共面,若只有一个交点,则可能确定一个平面或三个平面.⑤中平行四边形及梯形由公理2可得必为平面图形,而四边形有可能是空间四边形,如图(1)所示. ABC —A B C D'中,直线BB丄AB, BB丄CB但AB与CB不平行,???⑥错. AB // CD BB n AB= B,但BB与CD不相交,.??⑦错?如图(2)所示,AB= CD BC= AD四边形ABCD不是平行四边形,故⑧也错. I、m外的任意一点,贝U ( A.过点P有且仅有条直线与I、m都平行 B.过点P有且仅有条直线与I、m都垂直 C.过点P有且仅有条直线与I、m都相交 D.过点P有且仅有条直线与I、m都异面 答案 B 解析对于选项A,若过点P有直线n与I , m都平行,则I // m这与I , m异面矛盾. 对于选项B,过点P与I、m都垂直的直线,即过P且与I、m的公垂线段平行的那一条直线. 对于选项C,过点P与I、m都相交的直线有一条或零条. 对于选项D,过点P与I、m都异面的直线可能有无数条.

山东高考文科数学立体几何大题及答案汇编

2008年-2014年山东高考文科数学立体几何大题及答案 (08年)如图,在四棱锥P ABCD -中,平面PAD ⊥平面ABCD ,AB DC ∥,PAD △是等边三角形,已知28BD AD ==,245AB DC == (Ⅰ)设M 是PC 上的一点,证明:平面MBD ⊥平面PAD ; (Ⅱ)求四棱锥P ABCD -的体积. (09年)如图,在直四棱柱ABCD-A 1B 1C 1D 1中,底面ABCD 为等腰梯形,AB 11111 (10年)(本小题满分12分) 在如图所示的几何体中,四边形ABCD 是正方形,MA ⊥平面ABCD ,//PD MA ,E 、G 、F 分别为MB 、PB 、PC 的中点,且2AD PD MA ==. (I )求证:平面EFG ⊥平面PDC ; (II )求三棱锥P MAB -与四棱锥P ABCD -的体积之比. (11年)(本小题满分12分) 如图,在四棱台 1111 ABCD A B C D -中, 1D D ABCD ⊥平面,底面 ABCD 是平行四边形, 112,,60AB AD AD A B BAD ==∠= (Ⅰ)证明:1AA BD ⊥; (Ⅱ)证明:11//CC A BD 平面. A B C M P D E A B C F E1 A1 B1 C1 D1 D D B1 D1 C1 C B A A1

(12年) (本小题满分12分) 如图,几何体E ABCD -是四棱锥,△ABD 为正三角形, ,CB CD EC BD =⊥. (Ⅰ)求证:BE DE =; (Ⅱ)若∠120BCD =?,M 为线段AE 的中点, 求证:DM ∥平面BEC . (13年)(本小题满分12分) 如图,四棱锥P —ABCD 中,AB ⊥AC , AB ⊥PA ,AB ∥CD ,AB=2CD ,E ,F ,G , M ,N 分别为PB ,AB ,BC ,PD ,PC 的中点。 (Ⅰ)求证,CE ∥平面PAD; (Ⅱ)求证,平面EFG ⊥平面EMN 。 (14年)(本小题满分12分) 如图,四棱锥P ABCD -中,,//,BC AD PCD AP 平面⊥AD BC AB 2 1 = =,F E ,分别为线段PC AD ,的中点。 (Ⅰ)求证:BEF AP 平面// (Ⅱ)求证:PAC BE 平面⊥ P A C D E

历年江苏高考数学立体几何真题汇编含详解

历年江苏高考数学立体几何真题汇编(含详解) (2008年第16题) 在四面体ABCD 中, CB =CD ,AD ⊥BD ,且E 、F 分别是AB 、BD 的中点, 求证:(1)直线EF ∥平面ACD (2)平面EFC ⊥平面BCD 证明:(1) ? ??? ?E ,F 分别为AB ,BD 的中点?EF ∥AD 且AD ?平面ACD ,EF ?平面ACD ?直线EF ∥平面ACD (2)??????? ?? ?CB =CD F 是BD 的中点 ? CF ⊥BD ? ??? ?AD ⊥BD EF ∥AD ? EF ⊥BD ?直线BD ⊥平面EFC 又BD ?平面BCD , 所以平面EFC ⊥平面BCD (2009年第16题) 如图,在直三棱柱ABC —A 1B 1C 1中,E ,F 分别是A 1B ,A 1C 的中点,点D 在B 1C 1上, A 1D ⊥ B 1 C . 求证:(1)EF ∥平面ABC (2)平面A 1FD ⊥平面BB 1C 1C 证明:(1)由E ,F 分别是A 1B ,A 1C 的中点知EF ∥BC , 因为EF ?平面ABC ,BC ?平面ABC ,所以EF ∥平面ABC (2)由三棱柱ABC —A 1B 1C 1为直三棱柱知CC 1⊥平面A 1B 1C 1, 又A 1D ?平面A 1B 1C 1,故CC 1⊥A 1D , 又因为A 1D ⊥B 1C ,CC 1∩B 1C =C , CC 1、B 1C ?平面BB 1C 1C 故A 1D ⊥平面BB 1C 1C ,又A 1D ?平面A 1FD , 故平面A 1FD ⊥平面BB 1C 1C (2010年第16题)

高考文科立体几何证明专题

立体几何专题 1?如图4,在边长为1的等边三角形 ABC 中,D,E 分别是AB, AC 边上的点,AD = AE , F 是BC 的中点,AF 与DE 交于点 G ,将厶ABF 沿AF 折起,得到如图5所示的三棱锥 A-BCF ,其中 BC 2 2 AD AE DB=EC '在折叠后的三棱锥—BCF 中 也成立,.DE //BC ,;DE 二平面 BCF , BC 二平面 BCF ,. DE //平面 BCF ; (2)在等边三角形 ABC 中,F 是BC 的中点,所以 AF _ BC ①,BF=CF J 2 A -BCF 中,BC - , . BC 2 = BF 2 CF 2 CF _ BF ② 2 【解析】这个题是入门级的题, 除了立体几何的内容, 面几何的内容? 证明: DE //平面 BCF ; 证明: CF —平面ABF 当AD F - DEG 的体积 V F _D EG ? TBF ' CF =F- CF _ 平面 ABF ; (3)由(1) 可知GE//CF ,结合(2) 可得 GE _ 平面 DFG . ■ V F -DEG =V E-DFG 1 1 DG FG GF 3 2 1 .3 3 324 还考查了平行线分线段成比例这个平 图4 【解析】(1)在等边三角形 ABC 中,AD=AE =-时,求三棱锥 3 C

2. 如图5所示,在四棱锥 P-ABCD中,AB _平面PAD,AB CD,PD=AD,E 是PB的中点,F 1 是DC上的点且DF= AB,PH为厶PAD中AD边上的高. 2 (1)证明:PH _平面ABCD ; (2)若 PH=1,AD= . 2 ,FC=1 ,求三棱锥 E-BCF 的体积; (3)证明:EF _平面PAB . 解: (1) PH为厶PAD 中的高 PH _ AD 又 AB _ 面 PAD , PH 平面 PAD PH _ AB AB ' AD = A 所以 PH _平面 ABCD (2):过B点做BG BG _ CD ,垂足为G ; 连接HB,取HB中点M,连接EM ,贝U EM 是BPH的中位线 {由(1)知:PH —平面ABCD .EM —平面ABCD .EM _ 平面BCF 即EM为三棱锥E-BCF底面上的高EM= 1PH J 2 2 1 1 — 2 S B C^ 2FC-BG=2 1 "云 1 X 2 1 =—X-------- X:— 3 2 2 .2 12图F V E -BCF

最新高考文科立体几何大题

1.(2013年高考辽宁卷(文))如 图,.AB O PA O C O 是圆的直径,垂直圆所在的平面,是圆上的点 (I)求证:BC PAC ⊥平面; (II)设//.Q PA G AOC QG PBC ?为的中点,为的重心,求证:平面 2.2013年高考陕西卷(文))如图, 四棱柱ABCD -A 1B 1C 1D 1的底面ABCD 是正方形, O 为底面中 心, A 1O ⊥平面ABCD , 12AB AA == (Ⅰ) 证明: A 1BD // 平面CD 1B 1; (Ⅱ) 求三棱柱ABD -A 1B 1D 1的体积. O D 1 B 1 C 1 D A C A 1

3.(2013年高考福建卷(文))如图,在四棱锥P ABCD -中,PD ABCD ⊥面,//AB DC ,AB AD ⊥,5BC =,3DC =,4AD =, 60PAD ∠=o .(1)当正视图方向与向量AD u u u r 的方向相同时,画出四棱锥P ABCD -的正视图.(要求标出尺寸,并画出演算过程); (2)若M 为PA 的中点,求证://DM PBC 面; (3)求三棱锥D PBC -的体积. 4. 如图,四棱锥P —ABCD 中,ABCD 为矩形,△PAD 为等腰直角三角形,∠APD=90°,面PAD ⊥面ABCD ,且AB=1,AD=2,E 、F 分别为PC 和BD 的中点. (1)证明:EF ∥面PAD ; (2)证明:面PDC ⊥面PAD ; (3)求四棱锥P —ABCD 的体积.

5.(2013年高考广东卷(文))如图4,在边长为1的等边三角形ABC 中,,D E 分别是,AB AC 边上的点,AD AE =,F 是BC 的中点,AF 与DE 交于点G ,将ABF ?沿AF 折起,得到如图5所示的三棱锥A BCF -,其中2BC =. (1) 证明:DE //平面BCF ; (2) 证明:CF ⊥平面ABF ; (3) 当23 AD =时,求三棱锥F DEG -的体积F DEG V -. 图 4G E F A B C D 图 5D G B F C A E 6.(2013年高考北京卷(文))如图,在四棱锥P ABCD -中,//AB CD ,AB AD ⊥,2CD AB =,平面PAD ⊥底面ABCD ,PA AD ⊥,E 和F 分别是CD 和PC 的中点,求证: (1)PA ⊥底面ABCD ;(2)//BE 平面PAD ;(3)平面BEF ⊥平面PCD

立体几何平行问题专题(学生版)

高三复习——立体几何平行问题专题(学生版) ——李洪波一、基础过关 1. 定理性质梳理 2.平行关系的总结 面面平行 线面平行线线平行

二、概念理解——判断下列命题真假 (1)若直线l 与平面α平行,则l 与平面α内的任意一条直线都平行;( ) (2)如果两条平行直线中的一条与一个平面平行,那么另一条也与这个平面平行;( ) (3)若直线l 与平面α平行,则l 与平面α内的任意一条直线都没有公共点;( ) (4)平行于同一平面的两条直线互相平行;( ) (5)αα//,//a b b a ??; ( ) (6)b a b a ////,//?αα; ( ) (7)αα////,//a b b a ?; ( ) (8)b a b a //,//??αα; ( ) (9)已知平面 α,β 和直线 m ,若,//,m m αβ?,则 α

练习:如图13,正方形ABCD与正方形ABEF所在平面相交于AB,在AE、BD上各有一 .求证:PQ∥平面BCE. 点P、Q,且AP DQ

解法二:(简要过程) A B C D F E P Q 解法三:(简要过程) A B C D F E P Q 四、举一反三 1.(17文科1)如图,在下列四个正方体中,A ,B 为正方体的两个顶点,M ,N ,Q 为所在棱的中点,则在这四个正方体中,直接AB 与平面MNQ 不平行的是( ) 2.(17文科2)如图,四棱锥P-ABCD 中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面ABCD ,AB =BC = 1 2 AD ,

∠BAD =∠ABC =90°.证明:直线BC∥平面PAD ; 3.(16文科3)如图,四棱锥中,平面,AD BC ,AB , 4PA BC ==,M 为线段AD 上一点,2AM MD =,N 为PC 的中点.证明MN 平面PAB .

高中立体几何证明方法及例题

1. 空间角与空间距离 在高考的立体几何试题中,求角与距离是必考查的问题,其中最主要的是求线线角、线面角、面面角、点到面的距离,求角或距离的步骤是“一作、二证、三算”,即在添置必要的辅助线或辅助面后,通过推理论证某个角或线段就是所求空间角或空间距离的相关量,最后再计算。 2. 立体几体的探索性问题 立体几何的探索性问题在近年高考命题中经常出现,这种题型有利于考查学生归纳、判断等方面的能力,也有利于创新意识的培养。近几年立体几何探索题考查的类型主要有:(1)探索条件,即探索能使结论成立的条件是什么(2)探索结论,即在给定的条件下命题的结论是什么。 对命题条件的探索常采用以下三种方法:(1)先观察,尝试给出条件再证明;(2)先通过命题成立的必要条件探索出命题成立的条件,再证明充分性;(3)把几何问题转化为代数问题,探索出命题成立的条件。 对命题结论的探索,常从条件出发,再根据所学知识,探索出要求的结论是什么,另外还有探索结论是否存在,常假设结论存在,再寻找与条件相容还是矛盾。

(一)平行与垂直关系的论证 由判定定理和性质定理构成一套完整的定理体系,在应用中:低一级位置关系判定高一级位置关系;高一级位置关系推出低一级位置关系,前者是判定定理,后者是性质定理。 1. 线线、线面、面面平行关系的转化: αβ αγβγ //,// ==?? ?? a b a b 面面平行性质 ??? ? ? 面面平行性质 αγβγαβ //////?? ?? 2. 线线、线面、面面垂直关系的转化:

a a OA a PO a PO a AO ?⊥?⊥⊥?⊥αα 在内射影则 面面垂直判定 线面垂直定义 l a l a ⊥??⊥? ??α α 面面垂直性质,推论2 αβ αββα⊥=?⊥?⊥??? ? ? b a a b a , αγβγαβ γ⊥⊥=?⊥? ?? ? ? a a 面面垂直定义 αβαβαβ =--?⊥? ?? l l ,且二面角成直二面角 3. 平行与垂直关系的转化: 面面∥面面平行判定2 面面平行性质3 a b a b //⊥?⊥??? α α a b a b ⊥⊥???? αα// a a ⊥⊥?? ?? αβα β // αβα β//a a ⊥⊥? ?? a 4. 应用以上“转化”的基本思路——“由求证想判定,由已知想性质。” 5. 唯一性结论:

(完整版)历年高考立体几何大题试题.doc

2015 年高考立体几何大题试卷 1.【 2015 高考新课标2,理 19】 如图,长方体ABCD A1B1C1D1中,AB=16,BC =10, AA18 ,点E,F分别在 A1 B1,C1D1上, A1 E D1F 4 .过点E,F的平面与此长方体的面相交,交线围成一个正方 形. D F C A E B D C A B ( 1 题图) (Ⅰ)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由); (Ⅱ)求直线AF 与平面所成角的正弦值. 2. 【 2015 江苏高考, 16】如图,在直三棱柱ABC A1 B1C1中,已知AC BC , BC CC1,设 AB1的中点为D, B1C BC1 E .求证:(1) DE // 平面 AA1C1C ; (2)BC1AB1. A C B E D A C B ( 2 题图)(3 题图) 3. 【2015 高考安徽,理19】如图所示,在多面体A1 B1 D1 DCBA ,四边形 AA1B1 B , ADD A , ABCD 均为正方形, E 为 B D 的中点,过 A1 , D , E 的平面交CD于F. 1 1 1 1 1 (Ⅰ)证明:EF / / B1C ;(Ⅱ)求二面角 E A1 D B1余弦值.

4.【2015江苏高考,22】如图,在四棱锥P ABCD 中,已知 PA平面ABCD,且四边形 ABCD 为直角梯形,ABC BAD,PA AD 2, AB BC 12 ( 1)求平面PAB与平面PCD所成二面角的余弦值; ( 2)点Q是线段BP上的动点,当直线CQ 与 DP 所成角最小时,求线段BQ 的长 A P D Q B F A D G B C E C ( 4 题图)( 5 题图) 5 .【 2015 高考福建,理 17】如图,在几何体 ABCDE 中,四边形 ABCD 是矩形, AB ^平 面 BEC, BE^ EC,AB=BE=EC=2 , G,F 分别是线段 BE, DC 的中点 . ( Ⅰ ) 求证:GF / /平面ADE; ( Ⅱ ) 求平面 AEF 与平面 BEC 所成锐二面角的余弦值. 6. 【 2015 高考浙江,理17】如图,在三棱柱ABC A1B1C1 - 中,BAC 90o, AB AC 2 ,A1A 4 ,A1在底面ABC的射影为BC的中点, D 为B1C1的中点. (1)证明:A1D平面A1B C; (2)求二面角A1-BD- B1的平面角的余弦值.

高中立体几何证明平行的专题训练1

高中立体几何证明平行的专题训练 立体几何中证明线面平行或面面平行都可转化为线线平行,而证明线线平行一般有以下的一些方法: (1)通过“平移”。(2)利用三角形中位线的性质。(3)利用平行四边形的性质 (3)利用对应线段成比例。(4)利用面面平行,等等。 第一类 通过“平移”再利用平行四边形的性质 1. 如图,四棱锥P -ABCD 的底面是平行四边形,点E 、F 分 别为棱AB 、 PD 的中点. 求证:AF ∥平面PCE ; 分析:取PC 的中点G ,连EG .,FG ,则易证AEGF 是平行四边形 2、如图,已知直角梯形ABCD 中,AB ∥CD ,AB ⊥BC ,AB =1, BC =2,CD =1+ 3,过A 作AE ⊥CD ,垂足为E ,G 、F 分别为AD 、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使得DE ⊥EC. (Ⅰ)求证:BC ⊥面CDE ; (Ⅱ)求证:FG ∥面BCD ; 分析:取DB 的中点H ,连GH,HC 则易证FGHC 是平行四边形 3、已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D, E, F 分别为AA 1, CC 1, AB 的中点, (第1题图)

D E B 1 A 1 C 1 C A B F M M 为BE 的中点, AC ⊥BE. 求证: (Ⅰ)C 1D ⊥BC ; (Ⅱ)C 1D ∥平面B 1FM. 分析:连EA ,易证C 1EAD 是平行四边形,于是MF//EA 4、如图所示, 四棱锥P -ABCD 底面是直角梯形, ,,AD CD AD BA ⊥⊥CD=2AB, E 为PC 的中点, 证 明: //EB PAD 平面; 分析::取PD 的中点F ,连EF,AF 则易证ABEF 是平行四边形 第二类 利用三角形中位线的性质 5、如图,已知E 、F 、G 、M 分别是四面体的棱AD 、CD 、BD 、BC 的中点,求证:AM ∥ 平面EFG 。 分析:连MD 交GF 于H ,易证EH 是△AMD 的中位线 6、如图,ABCD 是正方形,O 是正方形的中心,E 是PC 的中点。 A B C D E F G M

立体几何证明平行的方法及专题训练

D B A 1 立体几何证明平行的方法及专题训练 罗虎胜https://www.wendangku.net/doc/c515343649.html, 立体几何中证明线面平行或面面平行都可转化为 线线平行,而证明线线平行一般有以下的一些方法: (1) 通过“平移”。 (2) 利用三角形中位线的性质。 (3) 利用平行四边形的性质。 (4) 利用对应线段成比例。 (5) 利用面面平行的性质,等等。 (1) 通过“平移”再利用平行四边形的性质 1.如图,四棱锥P -ABCD 的底面是平行四边形,点E 、F 分 别为棱AB 、 PD 的中点.求证:AF ∥平面PCE ; 分析:取PC 的中点G ,连EG.,FG ,则易证AEGF 是平行四边形 2、如图,已知直角梯形ABCD 中,AB∥CD,AB⊥BC,AB =1,BC =2,CD =1+3, 过A 作AE⊥CD,垂足为E ,G 、F 分别为AD 、CE 的中点,现将△ADE 沿AE 折叠,使得DE⊥EC. (Ⅰ)求证:BC⊥面CDE ; (Ⅱ)求证:FG∥面BCD ; 分析:取DB 的中点H ,连GH,HC 则易证FGHC 是平行四边形 3、已知直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,D, E, F 分别为AA 1, CC 1, AB (第1题图)

M 为BE 的中点, AC⊥BE . 求证: (Ⅰ)C 1D⊥BC; (Ⅱ)C 1D∥平面B 1FM. 分析:连EA ,易证C 1EAD 是平行四边形,于是MF//EA 4、如图所示, 四棱锥P -ABCD 底面是直角梯形, ,,AD CD AD BA ⊥⊥CD=2AB, E 为PC 的中点, 证明: //EB PAD 平面; 分析::取PD 的中点F ,连EF,AF 则易证ABEF 是 平行四边形 (2) 利用三角形中位线的性质 5、如图,已知E 、F 、G 、M 分别是四面体的棱AD 、CD 、BD 、BC 的中点,求证: AM ∥平面EFG 。 分析:法一:连MD 交GF 于H ,易证EH 是△AMD 的中位线 法二:证平面EGF ∥平面ABC ,从而AM ∥平面EFG 6、如图,直三棱柱///ABC A B C -,90BAC ∠=, 2,AB AC ==AA ′=1,点M ,N 分别为/A B 和//B C 的中点。 A B C D E F G M

高考文科立体几何大题

1. (2013年高考辽宁卷(文))如 图,AB是圆O的直径,PA垂直圆O所在的平面,C是圆O上的点. (I) 求证:BC _平面PAC ; (II) 设Q为PA的中点,G为AOC的重心,求证:QG//平面PBC. 2.2013年高考陕西卷(文))如图,四棱柱ABCDAιBιCD的底面ABCt是正方形,O为底面中 心,AC⊥平面ABCD AB=AA=√2. (I )证明:A i BD // 平面CDB1; ( ∏ )求三棱柱ABDABD的体积.

3. (2013年高考福建卷(文))如图,在四棱锥P- ABCD 中,PD _ 面ABCD , AB∕∕DC , AB _ AD , BC =5, DC =3, AD = 4, .PAD =60 .(1)当正视图方向与向量AD的方向相同时,画出四棱锥P- ABCD的正视图.(要求标出尺寸,并画出演算过程); ⑵若M为PA的中点,求证:DM / /面PBC ; (3) 4. 如图,四棱锥 P—ABCD中,ABCD为矩形,△ PAD为等腰直角三角形,∠ APD=90°,面 PAD⊥面 ABCD,且 AB=1,AD=2, E、F分别为 PC和BD的中点. (1)证明:EF// 面 PAD (2)证明:面PDC⊥面PAD; (3)求四棱锥 P— ABCD的体积. A B 求三棱锥D- PBC的体积.

5. (2013年高考广东卷(文))如图4,在边长为1的等边三角形 ABC 中,D ) E 分别是AB )AC 边上的点,AD =AE , F 是BC 的中点,AF 与DE 交于点G , 将 :ABF 沿AF 折起, (1)证明:DE //平面BCF ; (2) 证明:CF _平面ABF ; 2 ⑶ 当AD 时,求三棱锥F - DEG 的体积V F DEG 3 _ 6. (2013年高考北京卷(文))如图,在四棱锥P-ABCD 中,AB∕∕CD , AB _ AD , CD =2AB ,平面 PAD _ 底面 ABCD , PA _ AD , E 和 F 分别是CD 和PC 的中点,求证: (1) PA _ 底面 ABCD ;(2) BE//平面 PAD ;(3)平面 BEF _ 平面 PCD 得到如图5所示的三棱锥 A - BCF ,其中BC 洱

全国卷历年高考立体几何真题归类分析(含答案)

全国卷历年高考立体几何真题归类分析(含答案) 类型一:直建系——条件中已经有线面垂直条件,该直线可以作为z轴或与z轴平行,底面垂直关系直接给出或容易得出(如等腰三角形的三线合一)。这类题入手比较容易,第(Ⅰ)小问的证明就可以用向量法,第(Ⅱ)小问往往有未知量,如平行坐标轴的某边长未知,或线上动点等问题,以增加难度。该类问题的突破点是通过条件建立方程求解,对于向上动点问题这主意共线向量的应用。 1.(2014年全国Ⅱ卷)如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为矩形,PA⊥平面ABCD,E为PD 的中点. (Ⅰ)证明:PB∥平面AEC; (Ⅱ)设二面角D-AE-C为60°,AP=1,AD=3,求三棱锥E-ACD的体积. 2.(2015年全国Ⅰ卷)如图,四边形ABCD为菱形,∠ABC=120°,E,F是平面ABCD同一侧的两点,BE⊥平面ABCD,DF⊥平面ABCD,BE=2DF,AE⊥EC. (Ⅰ)证明:平面AEC⊥平面AFC;(Ⅱ)求直线AE与直线CF所成角的余弦值. 3.(2015年全国Ⅱ卷)如图,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=16,BC=10,AA1=8,点E,F分别在A1B1,D1C1上,A1E=D1F=4,过点E,F的平面α与此长方体的面相交,交线围成一个正方形. (Ⅰ)在图中画出这个正方形(不必说出画法和理由);(Ⅱ)求直线AF与平面α所成角的正弦值.

4.(2016年全国Ⅲ卷)如图,四棱锥P ABC -中,PA ⊥底面面ABCD ,AD ∥BC , 3AB AD AC ===,4PA BC ==,M 为线段AD 上一点,2AM MD =,N 为PC 的中点. (I )证明MN 平面PAB ;(II )求直线AN 与平面PMN 所成角的正弦值. 5.(2017全国Ⅱ卷)如图所示,在四棱锥P ABCD -中,侧面PAD 为等边三角形且垂直于底面 ABCD ,1 2 AB BC AD == ,o 90BAD ABC ∠=∠=, E 是PD 的中点. (1)求证:直线//CE 平面PAB ; (2)点M 在棱PC 上,且直线BM 与底面ABCD 所成的锐角为45,求二面角M AB D --的余弦值. E M D C B A P 类型二:证建系(1)——条件中已经有线面垂直条件,该直线可以作为z 轴或与z 轴平行,但底面垂直关系需要证明才可以建系(如勾股定理逆定理等证明平面线线垂直定理)。这类题,第(Ⅰ)小问的证明用几何法证明,其证明过程中的结论通常是第(Ⅱ)问证明的条件。第(Ⅱ)小问开始需要证明底面上两条直线垂直,然后才能建立空间直角坐标系。 6.(2011年全国卷)如图,四棱锥P-ABCD 中,底面ABCD 为平行四边形,∠DAB=60°,AB=2AD ,PD ⊥底面ABCD . (Ⅰ)证明:P A ⊥BD ; (Ⅱ)若PD =AD ,求二面角A-PB-C 的余弦值.

高中立体几何证明方法及例题

1. 空间角与空间距离 在高考的立体几何试题中,求角与距离是必考查的问题,其中最主要的是求线线角、线面角、面面角、点到面的距离,求角或距离的步骤是“一作、二证、三算”,即在添置必要的辅助线或辅助面后,通过推理论证某个角或线段就是所求空间角或空间距离的相关量,最后再计算。 2. 立体几体的探索性问题 立体几何的探索性问题在近年高考命题中经常出现,这种题型有利于考查学生归纳、判断等方面的能力,也有利于创新意识的培养。近几年立体几何探索题考查的类型主要有:(1)探索条件,即探索能使结论成立的条件是什么?(2)探索结论,即在给定的条件下命题的结论是什么。 对命题条件的探索常采用以下三种方法:(1)先观察,尝试给出条件再证明;(2)先通过命题成立的必要条件探索出命题成立的条件,再证明充分性;(3)把几何问题转化为代数问题,探索出命题成立的条件。 对命题结论的探索,常从条件出发,再根据所学知识,探索出要求的结论是什么,另外还有探索结论是否存在,常假设结论存在,再寻找与条件相容还是矛盾。 (一)平行与垂直关系的论证 由判定定理和性质定理构成一套完整的定理体系,在应用中:低一级位置关系判定高一级位置关系;高一级位置关系推出低一级位置关系,前者是判定定理,后者是性质定理。 1. 线线、线面、面面平行关系的转化: ?a c //) αβ αγβγ //,// ==???? a b a b 面面平行性质 线面平行性质 a a b a b ////αβαβ?=???? ? ? 面面平行性质1 αβαβ ////a a ??? ? ? 面面平行性质 αγβγαβ //////?? ?? 2. 线线、线面、面面垂直关系的转化:

高中立体几何练习题(根据历年高考题改编)

立体几何复习精选 一.选择 10 1模 5.已知p :直线a 与平面α内无数条直线垂直,q :直线a 与平面α垂直.则p 是q 的 A .充分不必要条件 B .必要不充分条件 C .充要条件 D .既不充分也不必要条件 三.大题 18.如图5所示,四棱锥P ABCD -的底面ABCD 是半径为R 的圆的内接四边形,其中BD 是圆的直径,60ABD ∠=,45BDC ∠=,ADP BAD △∽△. (1)求线段PD 的长; (2)若11PC R =,求三棱锥P ABC -的体积. C P A B 图5 D

09 1模 如图4,A A 1是圆柱的母线,AB 是圆柱底面圆的直径, C 是底面圆周上异于,A B 的任意一点, 12AA AB ==. (1)求证:BC ⊥平面AC A 1; (2)求三棱锥1A ABC -的体积的最大值.

18在长方体1111112,ABCD A B C D AB BC A C -==中,过、、B 三点的平面截去长方体的一个角后,得到如图4所示的几何体111ABCD A C D -,且这个几何体的体积为 403 。 (1)证明:直线1A B ∥平面11CDD C ; (2)求棱1A A 的长; (3)求经过11A C 、、B 、D 四点的球的表面积。 10 1模 17.(本小题满分14分) 如图6,正方形ABCD 所在平面与三角形CDE 所在平面相交于CD ,AE ⊥平面CDE ,且3AE =,6AB =. (1)求证:AB ⊥平面ADE ; (2)求凸多面体ABCDE 的体积. A B C D E 图5

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