2.5k likes | 2.67k Views
立体几何复习课件 江苏省宝应安宜高级中学. 体积面积问题. 平行问题. 立几概念和方法. 垂直问题. 动态的立体几何. 角度问题. 正方体的截面问题. 距离问题. 三棱柱的体积分割. 柱锥问题. 多面体与球的问题. 综合问题. 生活问题和翻折问题. 返回. 平行问题. 返回. 例: 有以下四个命题: ① 若一条直线与另一条直线平行,则它就与经过另一条直线的平面平行; ② 若一条直线垂直于一个平面的一条垂线,则此直线平行于这个平面;
E N D
立体几何复习课件 江苏省宝应安宜高级中学
体积面积问题 平行问题 立几概念和方法 垂直问题 动态的立体几何 角度问题 正方体的截面问题 距离问题 三棱柱的体积分割 柱锥问题 多面体与球的问题 综合问题 生活问题和翻折问题
返回 平行问题
返回 例: 有以下四个命题: ① 若一条直线与另一条直线平行,则它就与经过另一条直线的平面平行; ② 若一条直线垂直于一个平面的一条垂线,则此直线平行于这个平面; ③ 若一条直线和一个平面内的两条直线都垂直,则此直线必垂直于这个平面; ④ 平面内两条平行直线,若其中一条直线与一个平面平行,则另一条直线也与这个平面平行. 其中正确命题的个数是( ). A.0 B.1 C.2 D.3
返回 解:① 不正确,若一条直线与另一条直线平行,则这条直线可能与经过另一条直线的平面平行,也可能在平面内; ② 不正确,与①相仿,若一条直线垂直于一个平面的一条垂线,则此直线可能平行于这个平面,也可能在平面内;
返回 ③ 不正确,若一条直线和一个平面内的两条直线都垂直,如果在平面内的两条直线平行,则无法判断直线是否垂直于这个平面; ④ 不正确,与①②相仿,该直线仍有可能在平面内。 所以四个命题都是错误的,选A。
返回 2. 如图,设AB、CD为夹在两个平行平面 、 之间 的线段,且直线AB、CD为异面直线,M、P 分别为AB、CD 的中点, 求证: 直线MP // 平面 .
返回 例:如图,在四面体SABC中,∠ASC=90°,∠ASB=∠BSC=60°,SA=SB=SC, 求证:平面ASC⊥平面ABC。
证明:容易证得AB=BC=SB,取AC中点D,连SD、BD,得SD⊥AC,BD⊥AC,证明:容易证得AB=BC=SB,取AC中点D,连SD、BD,得SD⊥AC,BD⊥AC, 由∠ASC=90°,设SA=SB=SC=a, 解得SD= a,BD= a, 而SB=a, ∴∠SDB=90°, ∴平面ASC⊥平面ABC。 返回
返回 一、概念 直线a、b是异面直线,经过空间任意一点o,作直线a’、b’,并使a’//a,b’//b,我们把直线a’和b’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角。
bˊ . aˊ o 返回 O是空间中的任意一点 点o常取在两条异面直线中的一条上 θ b o o o o o α a
平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角,特别地,若Lᅩα则L与α所成的角是直角,若L//α或 L α,则L与α所成的角是0º的角。 返回 一、概念 直线a、b是异面直线,经过空间任意一点o,作直线a’、b’,并使a’//a,b’//b,我们把直线a’和b’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角。
L o 返回 A θ B α
平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角,特别地,若Lᅩα则L与α所成的角是直角,若L//α或 L α,则L与α所成的角是的角。 L A θ o B α 返回 一、概念 直线a、b是异面直线,经过空间任意一点o,作直线a’、b’,并使a’//a,b’//b,我们把直线a’和b’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角。 从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。以二面角的棱上任意一点为端点,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做二面角的平面角。
α L β 返回 A B O
平面的一条斜线和它在这个平面内的射影所成的锐角,叫做这条直线和这个平面所成的角,特别地,若Lᅩα则L与α所成的角是直角,若L//α或 Lα,则L与α所成的角是的角。 L A θ o B α 返回 一、概念 直线a、b是异面直线,经过空间任意一点o,作直线a’、b’,并使a’//a,b’//b,我们把直线a’和b’所成的锐角(或直角)叫做异面直线a和b所成的角。 从一条直线出发的两个半平面所组成的图形叫做二面角。以二面角的棱上任意一点为端点,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做二面角的平面角。 A α B O L β
二、数学思想、方法、步骤: 平移 构造可解三角形 找(或作)射影 构造可解三角形 找(或作)其平面角 构造可解三角形 返回 1.数学思想: 解决空间角的问题涉及的数学思想主要是化归与转化,即把空间的角转化为平面的角,进而转化为三角形的内角,然后通过解三角形求得。 2.方法: a.求异面直线所成的角: b.求直线与平面所成的角: c.求二面角的大小: 3.步骤: ② 证 ③ 点 ④ 算 ①作(找)
D1 C1 A1 B1 G E D C A B F 返回 1. 在正方体AC1中,E、G分别是AA1和 CC1的中点, F在AB上,且C1E⊥EF, 则EF与GD所成的角的大小为( ) (A) 30° (B) 45° (C) 60°(D) 90° D EB1是EC1在平面AB1 内的射影 EB1 ⊥EF DG∥AM∥EB1 EF⊥DG M
连结 FG ,A1G, A1G与AE交于O A1D1 FG AD又 AD A1D1 FG 四边形A1GFD1 为平行四边形 A1G D1F A1G与AE所成的锐角(或直角) 就是AE与D1F所成的角。 E是BB1 的中点 G R t A1AG ABE GA1A= GAO AOG=90 即直线AE与D1F所成的角为直角。 返回 例1:如图,在正方体ABCD-A1B1C1D1中,E、F分别是BB1 、CD中点。求AE与D1F所成的角。 D1 C1 解:如图,取AB的中点G, (作) A1 B1 F D (证) C E O (点) A B (算)
返回 例2、长方体ABCD-A' B'C' D'中, AB=BC=4, AA' =6, E、F分别为BB'、CC'的中点, 求AE、BF所成角的余弦值.
返回 例3:长方体ABCD-A1B1C1D1,AB=AA1=2 cm, AD=1cm,求异面直线A1C1与BD1所成角的余弦值。
如图,连B1D1与A1C1 交于O1, 解: D C 1 1 A B 1 1 D C A B 返回 取BB1的中点M,连O1M,则O1MD1B, 于是A1O1M就是异面直线A1C1与BD1所成的角(或其补角) 为什么? O1 M
D C 1 F1 1 A E1 B 1 1 F D C E A B 返回 解法二: 补形法 方法归纳: 把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、长方体等,其目的在于易于发现两条异面直线的关系。
D C 1 F1 1 A E1 B 1 1 F D C E A B 返回 解法二: 如图,补一个与原长方体全等的并与原长方体有公共面 BC1的长方体B1F, 连结A1E,C1E,则A1C1E为A1C1与BD1所成的角(或补角), 在A1C1E中, 由余弦定理得 A1C1与BD1所成角的余弦值为 把空间图形补成熟悉的或完整的几何体,如正方体、长方体等,其目的在于易于发现两条异面直线的关系。 方法归纳: 补形法
解:在图形中,将AC平行移动到A1C1,再连接A1B,则△A1BC1是一个等边三角形,A1C1与BC1所成的角为60°,所以AC与BC1所成角的大小也是60°,选C.解:在图形中,将AC平行移动到A1C1,再连接A1B,则△A1BC1是一个等边三角形,A1C1与BC1所成的角为60°,所以AC与BC1所成角的大小也是60°,选C. 返回 例: 如图,在正方体 ABCD-A1B1C1D1中,异面直线AC与BC1所成角的大小是( ). A.30° B.45° C.60° D.90°
返回 例: 如图,正三棱锥S-ABC的侧棱与底面边长相等,如果E、F分别为SC、 AB的中点,那么异面直线EF与SA所成角等于( ) A.90° B.60° C.45° D.30°
返回 解:取AC的中点G,连接EG、FG, ∵ EG//SA,∴ ∠GEF是异面直线EF与SA所成角,又FG//BC,SA⊥BC, ∴ ∠EGF=90°, △EGF是直角三角形,又EG=SA,FG=BC, ∴ EG=FG,△EGF是等腰直角三角形, ∴ ∠GEF=45°,选C.
B1 C1 B1 A1 C1 D1 A1 D1 D C O D A B C O A B 返回 练习1 正方体ABCD- A1B1C1D1中,AC、BD交于O,则OB1与A1C1所成的角的度数为 900
S E A F B 返回 练习2 在正四面体S-ABC中,SA⊥BC, E, F分别为SC、AB 的中点,那么异面直线EF 与SA 所成的角等于( ) B (A)300 (B)450 (C)600 (D)900 D C
D1 C1 B1 A1 D N C A M B 返回 例:已知正方体的棱长为 a , M 为 AB 的中点, N 为 BB1的中点,求 A1M 与 C1 N 所成角的余弦值。 解: 如图,取AB的中点E, 连BE, 有BE∥ A1M 取CC1的中点G,连BG. 有BG∥ C1N 则∠EBG即为所求角。 在△EBG中 BG=BE= a, F C1 = a 由余弦定理, E F cos∠EBG=2/5 G 想一想: 还有其它定角的方法吗? 取EB1的中点F,连NF,有BE∥NF 则∠FNC为所求角。
小结: 返回 1、求异面直线所成的角是把空间角转化为平面 角,体现了化归的数学思想。 化归的一般步骤是: 定角 求角 定角一般方法有: (1)平移法(常用方法) (2)补形法 2、用余弦定理求异面直线所成角时,要注意角的 范围: (1) 当 cosθ > 0 时,所成角为 θ (2) 当 cosθ < 0 时,所成角为π- θ (3) 当 cosθ = 0 时,所成角为 90o 3、当异面直线垂直时,还可应用线面垂直的有 关知识解决。
返回 说明:异面直线所成角的范围是(0, ],在把异面直线所成的角平移转化为平面三角形中的角,常用余弦定理求其大小,当余弦值为负值时,其对应角为钝角,这不符合两条异面直线所成角的定义,故其补角为所求的角,这一点要注意。
基础题例题 返回 1.下列命题中: ①两个相交平面组成的图形叫做二面角; ②异面直线a、b分别和一个二面角的两个面垂直,则a、b组成的角与这个二面角的平面角相等或互补; ③二面角的平面角是从棱上一点出发,分别在两个面内作射线所成角的最小角; ④正四面体相邻两个面所成的二面角的平面角是锐角. 其中,正确命题的序号是______________. ②、④
基础题例题 返回 2.如图,正方体ABCD—A1B1C1D1中,二面角B1-AA1-C1的大小为_____,二面角B-AA1-D的大小为______,二面角C1-BD-C的正切值是_______. 90° 45°
基础题例题 返回 3. 在二面角α-l-β的一个平面α内有一条直线AB,它与棱 l 所成的角为45°,与平面β所成的角为30°,则这个二面角的大小是________________. 45°或135°
基础题例题 4.在二面角α-a-β内,过a作一个半平面γ,使二面角α-a-γ为45°,二面角γ-a-β为30°,则γ内的任意 一点P到平面α与平面β的距离之比为() (A) (B) (C) (D) 返回 B
基础题例题 6. 平面α∩平面β=CD,P为这两个平面外一点,PA⊥α 于A, PB⊥β于B,若PA=2,PB=1,AB=√7 ,则二面 角α-CD-β的大小为 ( ) A. 150o B. 120o C. 60o D.120o 或 60o 返回 5. PA、PB、PC是从P点引出的三条射线,每两条的夹角 都是60o,则二面角B –PA—C的余弦值是 ( ) A. B. C. D. A D
能力·思维·方法 返回 7.已知斜三棱柱ABC—A1B1C1中,∠BCA=90°,AC= BC,A1在底面ABC的射影恰为AC的中点M. 又知AA1 与底面ABC所成的角为60°. (1)求证:BC⊥平面AA1C1C; (2)求二面角B-AA1-C的大小.
能力·思维·方法 返回 7.已知斜三棱柱ABC—A1B1C1中,∠BCA=90°,AC=BC,A1在底面ABC的射影恰为AC的中点M. 又知AA1与底面ABC所成的角为60.(1)求证:BC⊥平面AA1C1C;(2)求二面角 B-AA1-C的大小. 证明: (1)由题设知,A1M⊥平面ABC, 又A1M 平面AA1C1C, ∴(1)平面AA1C1C⊥底面ABC, 又BC⊥AC, 平面AA1C1C∩平面ABC=AC, ∴BC ⊥平面AA1C1C
能力·思维·方法 返回 7.已知斜三棱柱ABC—A1B1C1中,∠BCA=90°,AC=BC,A1在底面ABC的射影恰为AC的中点M. 又知AA1与底面ABC所成的角为60.(1)求证:BC⊥平面AA1C1C;(2)求二面角 B-AA1-C的大小. 证明: (2)由题设知,A1M⊥平面ABC, ∴AA1与底面ABC所成角为∠A1AC, ∴∠A1AC=60o, 又M是AC中点, ∴△AA1C是正三角形, 作CN⊥AA1于N, ∴点N是AA1的中点, 连接BN, 由BC ⊥平面AA1C1C, ∴BC⊥AA1, ∴作AA1 ⊥平面BNC, ∴AA1 ⊥BN, ∴∠BNC是二面角B--AA1—C的平面角,
能力·思维·方法 返回 7.已知斜三棱柱ABC—A1B1C1中,∠BCA=90°,AC=BC,A1在底面ABC的射影恰为AC的中点M. 又知AA1与底面ABC所成的角为60.(1)求证:BC⊥平面AA1C1C;(2)求二面角 B-AA1-C的大小. 设AC=BC=a, 正三角形AA1C的边长为a, ∴在直角三角形BNC中, ∴二面角B—AA1—C的大小是
能力·思维·方法 【解题回顾】①先由第(1)小题的结论易知BC⊥AA1, 再利用作出棱AA1的垂面BNC来确定平面角∠BNC. ②将题设中“AA1与底面ABC所成的角为60°”改为“ BA1⊥AC1 ” 仍可证得三角形AA1C为正三角形,所求二面角仍为 . ③本题的解答也可利用三垂线定理来推理. 返回
返回 例: 如图ABC-A1B1C1是各条棱长均为2的正三棱柱, (1)求 AB1与A1C所成角?(2)求AB1与平面BB1C1C所成角?(3) 若点D是侧棱CC1的中点,求平面AB1D与平面ABC所成角? B1 C1 A1 B C A
B1 C1 A1 B C A 例: 如图ABC-A1B1C1是各条棱长均为2的正三棱柱, (1)求 AB1与A1C所成角? 返回
B1 C1 每条棱长为2 A1 B C A 所求角大小为:arccos 返回 解: 分别取A1A,AC, A1B1的中点N,M, G,连接GN,NM.则∠GNM为所求角.并连接GM. G GM= N M
1. 如图ABC-A1B1C1是各条棱长均为2的正三棱柱, (1)求 AB1与A1C所成角?(2)求AB1与平面BB1C1C所成角? B1 C1 A1 B C A 所求角大小为:arcsin E 返回
例: 如图ABC-A1B1C1是各条棱长均为2的正三棱柱,(3) 若点D是侧棱CC1的中点,求平面AB1D与平面ABC所成角? C1 B1 A1 D B C A 返回
解: 设面AB1D与面ABC的所成角为 AB1D是等腰三角形 C1 B1 作DG AB1于点G. A1 D C B 所求角大小为: 则: G A 返回