考点8 立体几何

考点8立体几何【易错点分析】1.棱柱、棱锥、棱台的表面积多面体的表面积就是围成多面体各个面的面积的和.一般地，表面积=侧面积+底面积.多面体侧面展开图面积公式棱柱（如三棱柱）棱锥（如三棱锥）棱台（如三棱台）2.圆柱、圆锥、圆台的表面积旋转体侧面展开图面积公式圆柱底面积：侧面积：表面积：圆锥底面积：侧面积：表面积：圆台上底面面积：下底面面积：侧面积：表面积：3.柱体、锥体、台体的体积几何体体积公式柱体（为底面面积，为高），（为底面半径，为高）锥体（为底面面积，为高），（为底面半径，为高）台体（分别为上、下底面面积，为高），（分别为上、下底面半径，为高）4.球的表面积和体积（1）球的表面积：设球的半径为，则球的表面积为，即球的表面积等于它的大圆面积的4倍.（2）球的体积：设球的半径为，则球的体积为.5.直线与直线平行：基本事实4平行于同一条直线的两条直线平行.这一性质叫做空间平行线的传递性.6.等角定理：如果空间中两个角的两条边分别对应平行，那么这两个角相等或互补.7.直线与平面平行的判定定理自然语言图形语言符号语言如果平面外一条直线与此平面内的一条直线平行，那么该直线与此平面平行.，，且.该定理可简记为“若线线平行，则线面平行”.8.直线与平面平行的性质定理自然语言图形语言符号语言一条直线与一个平面平行，如果过该直线的平面与此平面相交，那么该直线与交线平行.，，.该定理可简记为“若线面平行，则线线平行”.9.平面与平面平行的判定定理自然语言图形语言符号语言如果一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行，那么这两个平面平行.，，，，该定理可简记为“若线面平行，则面面平行”.10.平面与平面平行的性质定理自然语言图形语言符号语言两个平面平行，如果另一个平面与这两个平面相交，那么两条交线平行.，，.该定理可简记为“若面面平行，则线线平行”.11.异面直线所成的角：（1）定义：已知两条异面直线，经过空间任一点分别作直线，我们把与所成的角叫做异面直线与所成的角（或夹角）.（2）异面直线所成的角的取值范围：.（3）两条异面直线互相垂直：两条异面直线所成的角是直角，即时，与互相垂直，记作.12.直线与平面垂直的概念定义如果直线与平面内的任意一条直线都垂直，我们就说直线与平面互相垂直，记作，直线叫做平面的垂线，平面叫做直线的垂面.它们唯一的公共点叫做垂足.画法图示画直线与平面垂直时，通常把直线画成与表示平面的平行四边形的一边垂直，如图所示点到面的距离线到面的距离两面间的距离过一点垂直于已知平面的直线有且只有一条.过一点作垂直于已知平面的直线，则该点与垂足间的线段，叫做这个点到该平面的垂线段，垂线段的长度叫做这个点到该平面的距离.一条直线与一个平面平行时，这条直线上任意一点到这个平面的距离，叫做这条直线到这个平面的距离.如果两个平面平行，那么其中一个平面内的任意一点到另一个平面的距离都相等，我们把它叫做这两个平行平面间的距离.13.直线与平面垂直的判定定理自然语言图形语言符号语言如果一条直线与一个平面内的两条相交直线垂直，那么该直线与此平面垂直.，，，，.该定理可简记为“若线线垂直，则线面垂直”.14.直线和平面所成的角有关概念对应图形斜线一条直线与一个平面相交，但不与这个平面垂直，图中直线.斜足斜线和平面的交点，图中点.射影过斜线上斜足以外的一点向平面引垂线，过垂足和斜足的直线叫做斜线在这个平面内的射影.直线与平面所成的角定义：平面的一条斜线和它在平面上的射影所成的角；规定：一条直线垂直于平面，它们所成的角是直角；一条直线和平面平行或在平面内，它们所成的角是的角.取值范围15.直线与平面垂直的性质定理自然语言图形语言符号语言垂直于同一个平面的两条直线平行.，16.二面角的概念概念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.图示记法棱为，面分别为的二面角记为.也可在内（棱以外的半平面部分）分别取点，记作二面角.平面角文字在二面角的棱上任取一点，以点为垂足，在半平面和内分别作垂直于棱的射线和，则这两条射线构成的角叫做这个二面角的平面角.图示符号，，，，，，是二面角的平面角.范围规定二面角的大小可以用它的平面角来度量，二面角的平面角是多少度，就说这个二面角是多少度.平面角是直角的二面角叫做直二面角.17.平面与平面垂直（1）定义：一般地，两个平面相交，如果它们所成的二面角是直二面角，就说这两个平面互相垂直.平面与平面垂直，记作.如图（2）判定定理：自然语言图形语言符号语言如果一个平面过另一个平面的垂线，那么这两个平面垂直.，.该定理可简记为“若线面垂直，则面面垂直”.18.平面与平面垂直的性质定理自然语言图形语言符号语言两个平面垂直，如果一个平面内有一直线垂直于这两个平面的交线，那么这条直线与另一个平面垂直.，，，.该定理可简记为“若面面垂直，则线面垂直”.19.一般地，两条异面直线所成的角，可以转化为两条异面直线的方向向量的夹角来求得.也就是说，若异面直线所成的角为，其方向向量分别是u，v，则.20.直线与平面所成的角，可以转化为直线的方向向量与平面的法向量的夹角.如下图，直线AB与平面α相交于点B，设直线AB与平面α所成的角为，直线AB的方向向量为u，平面α的法向量为n，则.21.平面α与平面β相交，形成四个二面角，我们把这四个二面角中不大于的二面角称为平面α与平面β的夹角.若平面α，β的法向量分别是和，则平面α与平面β的夹角即为向量和的夹角或其补角.设平面α与平面β的夹角为，则.1.在直三棱柱中，底面是等腰直角三角形，，侧棱，D，E分别是，的中点，点E在平面ABD上的射影是的重心G，则点到平面ABD的距离为()

A. B. C. D.2.如图，在棱长为2的正方体中，M是的中点，P是侧面上的动点，且平面，则线段MP长度的取值范围是()

A. B. C. D.3.将正方形ABCD沿对角线BD折成直二面角后的图形如图所示，若E为线段BC的中点，则直线AE与平面ABD所成角的余弦值为()

A. B. C. D.4.如图，在四棱柱中，四边形为平行四边形，E，F分别在线段DB，上，且.若G在线段上，且平面平面，则()

A. B. C. D.5.我国古代数学名著《九章算术》对立体几何也有深入的研究，从其中的一些数学用语可见，臂如“堑堵”意指底面为直角三角形，且侧棱垂直于底面的三棱柱，“阳马”指底面为矩形且有一侧棱垂直于底面的四棱锥.现有一如图所示的“堑堵”即三棱柱，其中，若，当“阳马”即四棱锥体积最大时，“堑堵”即三棱柱的表面积为()

A. B. C. D.6.如图，在四棱柱中，底面ABCD为正方形，侧棱底面ABCD，，，P是侧面内（不含边界）的动点，且，记AP与平面所成的角为，则的最大值为()

A. B. C.2 D.7.如图所示，空间四边形ABCD中，两条对边，E，F分别是另外两条对边AD，BC上的点，且，，则异面直线AB和CD所成角的大小为____________.

8.在直角三角形ABC中，，M为AB的中点，将沿CM折叠，使A，B之间的距离为1，则三棱锥外接球的体积为_____________.9.如图，在三棱柱中，与为正三角形，动点Q为侧面四边形内一点，若平面，则动点Q运动轨迹长度为_____________.10.如图所示，该几何体是由一个直三棱柱和一个正四棱锥组合而成的，，.

(1)证明：平面平面ABEF；

(2)求正四棱锥的高h，使得二面角的余弦值是.

答案以及解析1.答案：B解析：以C为坐标原点，CA，CB，所在直线分別为x轴，y轴，z轴建立如图所示的空间直角坐标系，

设，则，，，，

可得，，，，.

因为点E在平面ABD上的射影是的重心，所以平面ABD，

所以，即，解得（负值舍去），则，，

则点到平面ABD的距离.故选B.2.答案：B解析：取CD的中点的中点的中点H，连接，则平面平面平面，线段MP扫过的图形是.是直角，线段MP长度的取值范围是.故选B.

3.答案：C解析：过点E作，垂足为F，连接AF，则即为直线AE与平面ABD所成的角，不妨设正方形的边长为2，则，，在中，由余弦定理可得，所以，在中，，所以，故.4.答案：B解析：四棱柱中，四边形为平行四边形，分别在线段上，且，平面平面在上且平面平面.又.故选B.5.答案：C解析：，，当且仅当时取等号，即当时，取得最大值，此时四棱锥的体积最大.则此时三棱柱的表面积为.故选C.6.答案：B解析：连接PB.以D为原点，DA，DC，所在直线分别为x轴，y轴，z轴，建立如图所示的空间直角坐标系，

则，，.设，，，则，，，.，，.，，，，.时，取得最小值.易得平面，所以即为AP与平面，所成的角，，的最大值为.故选B.7.答案：解析：如图，过点E作，交BD于点O，连接OF，

则在，所以，所以，所以（或其补角）是AB和CD所成的角.在中，，，又，所以，所以，即异面直线AB和CD所成角的大小为.8.答案：解析：在中，，.又M为AB的中点，.故三棱锥的底面是边长为1的等边三角形，其外接球是以为底面，以MC为高的正三棱柱的外接球.设三棱锥外接球的球心为O，则球心到的距离，的外接圆半径，故三棱锥的外接球的半径，故三棱锥的外接球的体积.9.答案：3解析：取的中点E，连接交于点G，连接FG，则，所以.又由，得，所以，所以.又平面平面，所以平面，由此可知动点Q运动轨迹为线段.由题意知，所