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文档简介
1、高中数学必修二第1章 空间几何体1.1 空间几何体的结构1、棱柱定义:有两个面互相平行,其余各面都是四边形,且每相邻两个四边形的公共边都互相平行,由这些面所围成的几何体。分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱柱、四棱柱、五棱柱等。表示:用各顶点字母,如五棱柱或用对角线的端点字母,如五棱柱abcde - a b c d e 几何特征:两底面是对应边平行的全等多边形;侧面、对角面都是平行四边形;侧棱平行且相等;平行于底面的截面是与底面全等的多边形。2、棱锥定义:有一个面是多边形,其余各面都是有一个公共顶点的三角形, 由这些面所围成的几何体分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱锥、四
2、棱锥、五棱锥等表示:用各顶点字母,如五棱锥p - a b c d e 几何特征:侧面、对角面都是三角形;平行于底面的截面与底面相似, 其相似比等于顶点到截面距离与高的比的平方。3、棱台定义:用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,截面和底面之间的部分分类:以底面多边形的边数作为分类的标准分为三棱态、四棱台、五棱台等表示:用各顶点字母,如四棱台abcdabcd几何特征:上下底面是相似的平行多边形 侧面是梯形侧棱交于原棱锥的顶点4、圆柱定义:以矩形的一边所在的直线为轴旋转,其余三边旋转所成的曲面所围成的几何体几何特征:底面是全等的圆;母线与轴平行;轴与底面圆的半径垂直;侧面展开图是一个矩形。5、圆锥定
3、义:以直角三角形的一条直角边为旋转轴,旋转一周所成的曲面所围成的几何体几何特征:底面是一个圆;母线交于圆锥的顶点;侧面展开图是一个扇形。6、圆台定义:用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,截面和底面之间的部分几何特征:上下底面是两个圆;侧面母线交于原圆锥的顶点; 侧面展开图是一个弓形。球体定义:以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的几何体几何特征:球的截面是圆;球面上任意一点到球心的距离等于半径。空间几何体的结构特征:面(侧面、上底面、下底面)、棱、顶点、轴1.2 空间几何体的三视图和直观图1、中心投影与平行投影中心投影:把光由一点向外散射形成的投影叫做中心投影。平行投影:在一束平行
4、光照射下形成的投影叫做平行投影。2、三视图正视图:从前往后侧视图:从左往右俯视图:从上往下画三视图的原则:长对齐、高对齐、宽相等3、直观图:斜二测画法斜二测画法的步骤:(1).平行于坐标轴的线依然平行于坐标轴;(2).平行于y轴的线长度变半,平行于x,z轴的线长度不变;(3).画法要写好。用斜二测画法画出长方体的步骤:(1)画轴(2)画底面(3)画侧棱(4)成图1.3 空间几何体的表面积与体积(1) 几何体的表面积为几何体各个面的面积的和。(2) 特殊几何体表面积公式(c为底面周长,h为高, h 为斜高,l为母线)s= chs= 2arhs= 1chs=arl直棱柱侧面积s= 1 (c + c
5、 )h正棱台侧面积2 12圆柱侧s圆台侧面积正棱锥侧面积2= (r + r)al圆锥侧面积s圆柱表= 2ar(r + l )s圆锥表 = ar(r + l )s= a(r 2 + rl + rl + r2 )圆台表(3) 柱体、锥体、台体的体积公式v = 1 sh= 1ar 2hv 柱 = shv圆柱 = sh =ar2h锥3v圆锥3s sv = 1 (s + s)hv= 1 (s + s )h = 1a(r2 + rr + r2 )hs s台3圆台334ar32(4)球体的表面积和体积公式:v球 = 3; s球面 = 4ar第2章 点、直线、平面之间的位置关系2.1空间点、直线、平面之间的位
6、置关系平面:公理1:如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线在此平面内。公理2:过不在一条直线上的三点,有且只有一个平面公理3:如果两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只只有一条过改点的公共直线线线关系:1 空间的两条直线有如下三种关系:相交直线:同一平面内,有且只有一个公共点; 共面直线平行直线:同一平面内,没有公共点;异面直线: 不同在任何一个平面内,没有公共点。公理4:平行于同一条直线的两条直线互相平行。符号表示为:设a、b、c是三条直线ab cb=ac强调:公理4实质上是说平行具有传递性,在平面、空间这个性质都适用。公理4作用:判断空间两条直线平行的依据线面位置关系(1)
7、直线在平面内 有无数个公共点(2) 直线与平面相交 有且只有一个公共点(3) 直线在平面平行 没有公共点指出:直线与平面相交或平行的情况统称为直线在平面外,可用a 来表示a a=aa4、面面关系平行没有公共点;相交有一条公共直线。b2.2 直线、平面平行的判定及其性质1、线面平行判定定理:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行,符号表示:作用:直线与平面的判定定理2、面面平行定理:一个平面内的两条相交直线与另一平面平行,则这两个平面平行,作用:证面面平行2.3 直线、平面垂直的判定及其性质1、线面垂直定理:一条直线与一个平面内的两条直线都垂直,则该直线与此平面垂直。作用:
8、证线面垂直线面角:平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的锐角。在解题时,注意挖掘题设中两个主要信息:(1)斜线上一点到面的垂线;(2)过斜线上的一点或过斜线的平面与已知面垂直,由面面垂直性质易得垂线。2、面面垂直(1) 定理:一个平面过另一个平面的垂线,则这两个平面垂直。作用:证面面垂直(2) 二面角:从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角,这条直线叫做二面角的棱,这两个半平面叫做二面角的面。(3) 二面角的平面角:以二面角的棱上任意一点为顶点,在两个面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成的角叫二面角的平面角。(4) 直二面角:平面角是直角的二面角叫直二面角。两相交平面如果所组
9、成的二面角是直二面角,那么这两个平面垂直; 反过来,如果两个平面垂直,那么所成的二面角为直二面角(5) 求二面角的方法定义法:在棱上选择有关点,过这个点分别在两个面内作垂直于棱的射线得到平面角垂面法:已知二面角内一点到两个面的垂线时,过两垂线作平面两个面的交线所成的角为二面角的平面角3、垂直关系的性质定理线面垂直性质定理:如果两条直线同垂直于一个平面,那么这两条直线平行。面面垂直的性质定理:如果两个平面互相垂直,那么在一个平面内垂直于他们的交线的直线垂直于另一个平面。第3章 直线与方程3.1直线的倾斜角与斜率(1) 直线的倾斜角定义:x轴正向与直线向上方向之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地,当
10、直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0度。因此,倾斜角的取值范围是0180(2) 直线的斜率定义:倾斜角不是90的直线,它的倾斜角的正切叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用k表示。即k = tana。斜率反映直线与轴的倾斜程度。当a 0o ,90o 时, k 0 ;当a (90o ,180o )时, k 01d 2 + e 2 - 4fr =2 d2时,方程表示圆,此时圆心为-,- e2 ,半径为当d 2 + e 2 - 4f = 0 时,表示一个点;当d 2 + e 2 - 4f 0 时,方程不表示任何图形。(3) 求圆方程的方法:一般都采用待定系数法:先设后求。确定一个圆需要三个独立
11、条件,若利用圆的标准方程,需求出a,b,r;若利用一般方程,需要求出d,e,f;另外要注意多利用圆的几何性质:如弦的中垂线必经过原点,以此来确定圆心的位置。4.2 直线、圆的位置关系1、直线与圆的位置关系有相离,相切,相交三种情况,基本上由下列两种方法判断:(1) 设直线l : ax + by + c = 0 ,圆c : (x - a)2 + (y - b)2 = r 2 ,圆心c(a, b)到l的aa + bb + ca2 + b 2d =距离为d r l与c相离; d = r l与c相切;(2) 设直线l : ax + by + c = 0 ,圆c : (x - a)2 + (y - b)
12、2 = r 2 ,先将方程联立消元,得到一个一元二次方程之后,令其中的判别式为d ,则有2注d 0 xx0l+与ycy相0 =交r 去解直线与圆相切的问题,其中(x0 , y0 )表示切点坐标,r表示半径。(3)过圆上一点的切线方程:圆x2+y2=2r2,圆上一点为(x0,y0),则过此点的切线方程为xx0 + yy0 = r 圆 (x-a)2+(y-b)2=r2,圆上一点为(x0,y0),则过此点的切线方程为(x0-a)(x-a)+(y0- b) (y-b)= r22、圆与圆的位置关系:通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定。222设圆c1: (x - a )2 + (y
13、 - b )2 = r 2 , c11: (x - a )2 + (y - b )2 = r 2两圆的位置关系常通过两圆半径的和(差),与圆心距(d)之间的大小比较来确定。当d r + r 时两圆外离,此时有公切线四条;当d = r + r 时两圆外切,连心线过切点,有外公切线两条,内公切线一条;当r - r d r + r 时两圆相交,连心线垂直平分公共弦,有两条外公切线;d =当d r - r时,两圆内切,连心线经过切点,只有一条公切线;当r - r 时,两圆内含; 当d = 0 时,为同心圆。4.3 空间直角坐标系(1) 定义:如图, obcd - d, a, b,c, 是单位正方体.以
14、a为原点,分别以od,o a, ,ob的方向为正方向,建立三条数轴x轴. y轴. z轴。这时建立了一个空间直角坐标系oxyz.1)o叫做坐标原点2)x 轴,y轴,z轴叫做坐标轴.3)过每两个坐标轴的平面叫做坐标面。(2) 右手表示法:令右手大拇指、食指和中指相互垂直时,可能形成的位置。大拇指指向为x轴正方向,食指指向为y轴正向,中指指向则为z轴正向,这样也可以决定三轴间的相位置。(3) 任意点坐标表示:空间一点m的坐标可以用有序实数组(x, y, z) 来表示,有序实数组(x, y, z) 叫做点m在此空间直角坐标系中的坐标,记作m (x, y, z) (x叫做点m的横坐标,y叫做点m的纵坐标
15、,z叫做点m的竖坐标)( x + x ) 2+ ( y + y ) +2 (z + z)2212121(4) 空间两点距离坐标公式: d +“”“”at the end, xiao bian gives you a passage. minand once said, people who learn to learn are very happy people. in every wonderful life, learning is an eternal theme. as a professional clerical and teaching position, i understand the importance of continuous learning, life is diligent, nothing can be gained, only continuous learning can achieve better self. only by constantly learning and mastering the latest relevant knowledge, can employees from all w
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