高考数学(文)之立体几何及部分高考试题.doc
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高中数学第九章-立体几何
考试内容平面及其基本性质．平面图形直观图的画法．数学探索©版权所有平行直线．对应边分别平行的角．异面直线所成的角．异面直线的公垂线．异面直线的距离．数学探索©版权所有直线和平面平行的判定与性质．直线和平面垂直的判定与性质．点到平面的距离．斜线在平面上的射影．直线和平面所成的角．三垂线定理及其逆定理．数学探索©版权所有平行平面的判定与性质．平行平面间的距离．二面角及其平面角．两个平面垂直的判定与性质．数学探索©版权所有多面体．正多面体．棱柱．棱锥．球．
数学探索©版权所有考试要求：
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（1）掌握平面的基本性质，会用斜二测的画法画水平放置的平面图形的直观图;能够画出空间两条直线、直线和平面的各种位置关系的图形，能够根据图形想像它们的位置关系．
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（2）掌握两条直线平行与垂直的判定定理和性质定理，掌握两条直线所成的角和距离的概念，对于异面直线的距离，只要求会计算已给出公垂线时的距离．
数学探索©版权所有（3）掌握直线和平面平行的判定定理和性质定理；掌握直线和平面垂直的判定定理和性质定理；掌握斜线在平面上的射影、直线和平面所成的角、直线和平面的距离的概念掌握三垂线定理及其逆定理．
数学探索©版权所有（4）掌握两个平面平行的判定定理和性质定理，掌握二面角、二面角的平面角、两个平行平面间的距离的概念，掌握两个平面垂直的判定定理和性质定理．
数学探索©版权所有（5）会用反证法证明简单的问题．
数学探索©版权所有（6）了解多面体、凸多面体的概念，了解正多面体的概念．
数学探索©版权所有（7）了解棱柱的概念，掌握棱柱的性质，会画直棱柱的直观图．
数学探索©版权所有（8）了解棱锥的概念，掌握正棱锥的性质，会画正棱锥的直观图．
数学探索©版权所有（9）了解球的概念，掌握球的性质，掌握球的表面积、体积公式．
数学探索©版权所有9（B）．直线、平面、简单几何体 数学探索©版权所有数学探索©版权所有数学探索©版权所有（考生可在9和9（B）中任选其一）
立体几何知识要点
一、平面.
1.经过不在同一条直线上的三点确定一个面.
注：
两两相交且不过同一点的四条直线必在同一平面内.
2.两个平面可将空间分成3或4部分.（①两个平面平行，②两个平面相交）
3.过三条互相平行的直线可以确定1或3个平面.（①三条直线在一个平面内平行，②三条直线不在一个平面内平行）
[注]：
三条直线可以确定三个平面，三条直线的公共点有0或1个.
4.三个平面最多可把空间分成8部分.（X、Y、Z三个方向）
二、空间直线.
1.空间直线位置分三种：
相交、平行、异面.相交直线—共面有且仅有一个公共点；平行直线—共面没有公共点；异面直线—不同在任一平面内
[注]：
①两条异面直线在同一平面内射影一定是相交的两条直线.（×）（可能两条直线平行，也可能是点和直线等）
②直线在平面外，指的位置关系：
平行或相交
③若直线a、b异面，a平行于平面，b与的关系是相交、平行、在平面内.
④两条平行线在同一平面内的射影图形是一条直线或两条平行线或两点.
⑤在平面内射影是直线的图形一定是直线.（×）（射影不一定只有直线，也可以是其他图形）
⑥在同一平面内的射影长相等，则斜线长相等.（×）（并非是从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段）
⑦是夹在两平行平面间的线段，若，则的位置关系为相交或平行或异面.
2.异面直线判定定理：
过平面外一点与平面内一点的直线和平面内不经过该点的直线是异面直线.（不在任何一个平面内的两条直线）
3.平行公理：
平行于同一条直线的两条直线互相平行.
4.等角定理：
如果一个角的两边和另一个角的两边分别平行并且方向相同，那么这两个角相等（如下图）.
（二面角的取值范围）（直线与直线所成角）
（斜线与平面成角）（直线与平面所成角）（向量与向量所成角
推论：
如果两条相交直线和另两条相交直线分别平行，那么这两组直线所成锐角（或直角）相等.
5.两异面直线的距离：
公垂线的长度.
空间两条直线垂直的情况：
相交（共面）垂直和异面垂直.
是异面直线，则过外一点P，过点P且与都平行的平面有一个或没有，但与距离相等的点在同一平面内.（或在这个做出的平面内不能叫与平行的平面）
三、直线与平面平行、直线与平面垂直.
1.空间直线与平面位置分三种：
相交、平行、在平面内.
2.直线与平面平行判定定理：
如果平面外一条直线和这个平面内一条直线平行，那么这条直线和这个平面平行.（“线线平行，线面平行”）
[注]：
①直线与平面内一条直线平行，则∥.（×）（平面外一条直线）
②直线与平面内一条直线相交，则与平面相交.（×）（平面外一条直线）
③若直线与平面平行，则内必存在无数条直线与平行.（√）（不是任意一条直线，可利用平行的传递性证之）
④两条平行线中一条平行于一个平面，那么另一条也平行于这个平面.（×）（可能在此平面内）
⑤平行于同一直线的两个平面平行.（×）（两个平面可能相交）
⑥平行于同一个平面的两直线平行.（×）（两直线可能相交或者异面）
⑦直线与平面、所成角相等，则∥.（×）（、可能相交）
3.直线和平面平行性质定理：
如果一条直线和一个平面平行，经过这条直线的平面和这个平面相交，那么这条直线和交线平行.（“线面平行，线线平行”）
4.直线与平面垂直是指直线与平面内任何一条直线垂直，过一点有且只有一条直线和一个平面垂直，过一点有且只有一个平面和一条直线垂直.
l若⊥，⊥，得⊥（三垂线定理），
得不出⊥.因为⊥，但不垂直OA.
l三垂线定理的逆定理亦成立.
直线与平面垂直的判定定理一：
如果一条直线和一个平面内的两条相交直线都垂直，那么这两条直线垂直于这个平面.（“线线垂直，线面垂直”）
直线与平面垂直的判定定理二：
如果平行线中一条直线垂直于一个平面，那么另一条也垂直于这个平面.
推论：
如果两条直线同垂直于一个平面，那么这两条直线平行.
[注]：
①垂直于同一平面的两个平面平行.（×）（可能相交，垂直于同一条直线的两个平面平行）
②垂直于同一直线的两个平面平行.（√）（一条直线垂直于平行的一个平面，必垂直于另一个平面）
③垂直于同一平面的两条直线平行.（√）
5.⑴垂线段和斜线段长定理：
从平面外一点向这个平面所引的垂线段和斜线段中，①射影相等的两条斜线段相等，射影较长的斜线段较长；②相等的斜线段的射影相等，较长的斜线段射影较长；③垂线段比任何一条斜线段短.
[注]：
垂线在平面的射影为一个点.[一条直线在平面内的射影是一条直线.（×）]
⑵射影定理推论：
如果一个角所在平面外一点到角的两边的距离相等，那么这点在平面内的射影在这个角的平分线上
四、平面平行与平面垂直.
1.空间两个平面的位置关系：
相交、平行.
2.平面平行判定定理：
如果一个平面内有两条相交直线都平行于另一个平面，那么这两个平面平行.（“线面平行，面面平行”）
推论：
垂直于同一条直线的两个平面互相平行；平行于同一平面的两个平面平行.
[注]：
一平面内的任一直线平行于另一平面.
3.两个平面平行的性质定理：
如果两个平面平行同时和第三个平面相交，那么它们交线平行.（“面面平行，线线平行”）
4.两个平面垂直性质判定一：
两个平面所成的二面角是直二面角，则两个平面垂直.
两个平面垂直性质判定二：
如果一个平面与一条直线垂直，那么经过这条直线的平面垂直于这个平面.（“线面垂直，面面垂直”）
注：
如果两个二面角的平面对应平面互相垂直，则两个二面角没有什么关系.
5.两个平面垂直性质定理：
如果两个平面垂直，那么在一个平面内垂直于它们交线的直线也垂直于另一个平面.
推论：
如果两个相交平面都垂直于第三平面，则它们交线垂直于第三平面.
证明：
如图，找O作OA、OB分别垂直于，
因为则.
6.两异面直线任意两点间的距离公式：
（为锐角取加，为钝取减，综上，都取加则必有）
7.⑴最小角定理：
（为最小角，如图）
⑵最小角定理的应用（∠PBN为最小角）
简记为：
成角比交线夹角一半大，且又比交线夹角补角一半长，一定有4条.
成角比交线夹角一半大，又比交线夹角补角小，一定有2条.
成角比交线夹角一半大，又与交线夹角相等，一定有3条或者2条.
成角比交线夹角一半小，又与交线夹角一半小，一定有1条或者没有.
五、棱锥、棱柱.
1.棱柱.
⑴①直棱柱侧面积：
（为底面周长，是高）该公式是利用直棱柱的侧面展开图为矩形得出的.
②斜棱住侧面积：
（是斜棱柱直截面周长，是斜棱柱的侧棱长）该公式是利用斜棱柱的侧面展开图为平行四边形得出的.
⑵{四棱柱}{平行六面体}{直平行六面体}{长方体}{正四棱柱}{正方体}.
{直四棱柱}{平行六面体}={直平行六面体}.
⑶棱柱具有的性质：
①棱柱的各个侧面都是平行四边形，所有的侧棱都相等；直棱柱的各个侧面都是矩形；正棱柱的各个侧面都是全等的矩形.
②棱柱的两个底面与平行于底面的截面是对应边互相平行的全等多边形.
③过棱柱不相邻的两条侧棱的截面都是平行四边形.
注：
①棱柱有一个侧面和底面的一条边垂直可推测是直棱柱.（×）
（直棱柱不能保证底面是钜形可如图）
②（直棱柱定义）棱柱有一条侧棱和底面垂直.
⑷平行六面体：
定理一：
平行六面体的对角线交于一点，并且在交点处互相平分.
[注]：
四棱柱的对角线不一定相交于一点.
定理二：
长方体的一条对角线长的平方等于一个顶点上三条棱长的平方和.
推论一：
长方体一条对角线与同一个顶点的三条棱所成的角为，则.
推论二：
长方体一条对角线与同一个顶点的三各侧面所成的角为，则.
[注]：
①有两个侧面是矩形的棱柱是直棱柱.（×）（斜四面体的两个平行的平面可以为矩形）
②各侧面都是正方形的棱柱一定是正棱柱.（×）（应是各侧面都是正方形的直棱柱才行）
③对角面都是全等的矩形的直四棱柱一定是长方体.（×）（只能推出对角线相等，推不出底面为矩形）
④棱柱成为直棱柱的一个必要不充分条件是棱柱有一条侧棱与底面的两条边垂直.（两条边可能相交，可能不相交，若两条边相交，则应是充要条件）
2.棱锥：
棱锥是一个面为多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形.
[注]：
①一个棱锥可以四各面都为直角三角形.
②一个棱柱可以分成等体积的三个三棱锥；所以.
⑴①正棱锥定义：
底面是正多边形；顶点在底面的射影为底面的中心.
[注]：
i.正四棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形.（不是等边三角形）
ii.正四面体是各棱相等，而正三棱锥是底面为正△侧棱与底棱不一定相等
iii.正棱锥定义的推论：
若一个棱锥的各个侧面都是全等的等腰三角形（即侧棱相等）；底面为正多边形.
②正棱锥的侧面积：
（底面周长为，斜高为）
③棱锥的侧面积与底面积的射影公式：
（侧面与底面成的二面角为）
附：
以知⊥，，为二面角.
则①，②，③①②③得.
注：
S为任意多边形的面积（可分别多个三角形的方法）.
⑵棱锥具有的性质：
①正棱锥各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰三角形，各等腰三角形底边上的高相等
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