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高中立体几何证明题精选

高中立体几何证明题精选
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1、已知正方体

1111

ABCD A B C D

-,O是底ABCD对角线的交点.

求证:(1) C1O∥面

11

AB D;(2)

1

AC⊥面

11

AB D.

2、正方体''''

ABCD A B C D

-中,

求证:(1)''

AC B D DB

⊥平面;(2)''

BD ACB

⊥平面.

3、正方体ABCD—A1B1C1D1中.(1)求证:平面A1BD∥平面B1D1C;

(2)若E、F分别是AA1,CC1的中点,求证:平面EB1D1∥平面FBD.

D1

O

D

B

A

C1

B1

A1

C

A1

A

B1

C1

D1

D

G

E

F

4、四面体ABCD 中,,,AC BD E F =分别为,AD BC 的中点,且2

2

EF AC =

, 90BDC ∠=,求证:BD ⊥平面ACD

5、如图P 是ABC ?所在平面外一点,,PA PB CB =⊥平面PAB ,M 是PC 的中点,N 是AB 上的点,

3AN NB =

(1)求证:MN AB ⊥;

6、如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 、F 、G 分别是AB 、AD 、11C D 的中点.求证:平面1D EF ∥平面BDG .

7、如图,在正方体1111ABCD A B C D -中,E 是1AA 的中点. (1)求证:1//A C 平面BDE ; (2)求证:平面1A AC ⊥平面BDE .

8、已知ABCD 是矩形,PA ⊥平面ABCD ,2AB =,4PA AD ==,E 为BC 的中点. 求证:DE ⊥平面PAE ;

9、如图,在四棱锥P ABCD -中,底面ABCD 是0

60DAB ∠=且边长为a 的菱形,侧面PAD 是等边三角形,且平面PAD 垂直于底面ABCD .

(1)若G 为AD 的中点,求证:BG ⊥平面PAD ; (2)求证:AD PB ⊥;

10、如图1,在正方体1111ABCD A B C D -中,M 为1CC 的中点,AC 交BD 于点O ,求证:1

AO ⊥平面MBD .

D 1 C 1 A 1 B 1

D C

A B

11、如图2,在三棱锥A-BCD 中,BC =AC ,AD =BD ,

作BE ⊥CD ,E为垂足,作AH ⊥BE 于H.求证:AH ⊥平面BCD . 证明:取AB 的中点F,连结CF ,DF . ∵AC BC =,∴CF AB ⊥.

∵AD BD =,∴DF AB ⊥.

又CF DF F =,∴AB ⊥平面CDF . ∵CD ?平面CDF ,∴CD AB ⊥. 又CD BE ⊥,BE AB B ?=, ∴CD ⊥平面ABE ,CD AH ⊥.

∵AH CD ⊥,AH BE ⊥,CD BE E ?=,

∴ AH ⊥平面BCD . 考点:线面垂直的判定

12、证明:在正方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,A 1C ⊥平面BC 1D

证明:连结AC

BD AC ∵⊥∴ AC 为A 1C 在平面AC 上的射影

∴⊥⊥?

??

?⊥BD A C

A C BC A C BC D

11111同理可证平面

考点:线面垂直的判定,三垂线定理

13、如图,过S 引三条长度相等但不共面的线段SA 、SB 、SC ,且∠ASB=∠ASC=60°,∠BSC=90°,求证:平面ABC ⊥平面BSC .

证明∵SB=SA=SC ,∠ASB=∠ASC=60°∴AB=SA=AC 取BC 的中点O ,连AO 、SO ,则AO ⊥BC ,SO ⊥BC ,

∴∠AOS 为二面角的平面角,设SA=SB=SC=a ,又∠BSC=90°,∴BC=2a ,SO=22

a ,

AO 2=AC 2-OC 2=a 2-21a 2=21

a 2,∴SA 2=AO 2+OS 2

,∴∠AOS=90°,从而平面ABC ⊥平面BSC .

考点:面面垂直的判定(证二面角是直二面角)

页脚

页脚

高三数学立体几何证明题训练

1、如图,在长方体1111D C B A ABCD -中,a AD AA ==1,a AB 2=,E 、F 分别为11C D 、11D A 的中点. (Ⅰ)求证:⊥DE 平面BCE ; (Ⅱ)求证://AF 平面BDE .

2、如图,已知棱柱1111D C B A ABCD -的底面是菱形,且⊥1AA 面ABCD , 60=∠DAB ,1AA AD =,F 为棱1

AA 的中点,M 为线段1BD 的中点,

(1)求证://MF 面ABCD ; (2)求证:⊥MF 面11B BDD ;

3、如图,四棱锥P —ABCD 中,PA ⊥底面ABCD ,AC ⊥CD ,∠DAC=60°,AB=BC=AC ,E 是PD 的中点,F 为ED 的中点。 (I )求证:

平面PAC ⊥平面PCD ;(II )求证:CF//平面BAE 。

4、如图,

1111D C B A ABCD -是正四棱柱侧棱长为1,底面边长为2,E 是棱BC 的中点。

(1)求证://1BD 平面DE C 1;(2)求三棱锥BC D D 1-

A

B

C

D

A 1

B 1

C 1

D 1 F

M

C

1

C

A

B

D

1

A

1

B 1

D E

F

立体几何证明题定理推论汇总

立体几何公理、定理推论汇总 一、公理及其推论 公理1 如果一条直线上的两点在一个平面内,那么这条直线上所有的点都在这个平面内。 符号语言:,,,A l B l A B l ααα∈∈∈∈?? 作用: ① 用来验证直线在平面内; ② 用来说明平面是无限延展的。 公理2 如果两个平面有一个公共点,那么它们还有其他公共点,且所有这些公共点的集合是一条过这个公共点的直线。(那么它们有且只有一条通过这个公共点的公共直线) 符号语言:P l P l α βαβ∈?=∈且 ! 作用:① 用来证明两个平面是相交关系; ② 用来证明多点共线,多线共点。 公理3 经过不在同一条直线上的三点,有且只有一个平面。 符号语言:,,,,A B C A B C ?不共线确定一个平面 推论1 经过一条直线和这条直线外的一点,有且只有一个平面。 符号语言:A a A a a αα??∈?有且只有一个平面,使, 推论2 经过两条相交直线,有且只有一个平面。 符号语言:a b P a b ααα?=???有且只有一个平面,使, ) 推论3 经过两条平行直线,有且只有一个平面。 符号语言://a b a b ααα???有且只有一个平面,使, 公理3及其推论的作用:用来证明多点共面,多线共面。 公理4 平行于同一条直线的两条直线平行(平行公理)。

符号语言://////a b a c c b ???? 图形语言: 作用:用来证明线线平行。 二、平行关系 - 公理4 平行于同一条直线的两条直线平行(平行公理)。(1) 符号语言://////a b a c c b ???? 图形语言: 1.线面平行的判定定理 如果平面外一条直线和这个平面内的一条直线平行,那么这条直线和这个平面平行。(2) 符号语言: ////a b a a b ααα???????? 图形语言: 线面平行的性质定理 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。(3) 符号语言:////a b a a b βαβα??????=? 图形语言: 2.面面平行的判定定理 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.(4) 符号语言://(/,///),a b b b O a a ββαααβ??=?????? 图形语言: ! 面面平行的判定 如果两个平面垂直于同一条直线,那么这两个平面平行。(5) 符号语言:,,//oo oo ααββ???? ⊥⊥ 图形语言:

最新空间几何—平行垂直证明(高一)

空间几何平行垂直证明专题训练知识点讲解 (一)直线与直线平行的证明 1)利用某些平面图形的特性:如平行四边形的对边互相平行 2)利用三角形中位线性质 3)利用空间平行线的传递性:m//a,m//b = a//b 平行于同一条直线的两条直线互相平行。 4)利用直线与平面平行的性质定理: 如果一条直线与一个平面平行,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 a II - ' a= a II b -b - 5)利用平面与平面平行的性质定理: 如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平行. -// I _ o(nY = a〉= a // b 6)利用直线与平面垂直的性质定理: 垂直于同一个平面的两条直线互相平行 a _ :' b _ = a // b 7)利用平面内直线与直线垂直的性质: 在同一个平面内,垂直于同一条直线的两条直线互相平行 8)利用定义:在同一个平面内且两条直线没有公共点 (二)直线与平面平行的证明

平面外的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。 两个平面互相平行,则其中一个平面内的任一直线平行于另 (二)平面与平面平行的证明 常见证明方法: 一个平面内的两条相交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。 、“垂直关系”常见证明方法 (一)直线与直线垂直的证明 1) 利用某些平面图形的特性:如 直角三角形的两条直角边互相垂直 等。 2) 看夹角:两条共(异)面直线的夹角为 90°,则两直线互相垂直。 3) 利用直线与平面垂直的性质: 1) 利用直线与平面平行的判定定理: 2) a // b 丿 利用平面与平面平行的性质推论: 个平面 3) 1) 利用平面与平面平行的判定定理: 2) 3) // // b = P :?:〃: 利用某些空间几何体的特性:如 利用定义:两个平面没有公共点 利用定义:直线在平面外,

高一数学立体几何练习题及部分答案大全

立 体几何试题 一.选择题(每题4分,共40分) 1.已知AB 0300300150空间,下列命题正确的个数为( ) (1)有两组对边相等的四边形是平行四边形,(2)四边相等的四边形是菱形 (3)平行于同一条直线的两条直线平行 ;(4)有两边及其夹角对应相等的两个三角形全等 A 1 B 2 C 3 D 4 3.如果一条直线与两个平行平面中的一个平行,那么这条直线与另一个平面的位置关系是( ) A 平行 B 相交 C 在平面内 D 平行或在平面内 4.已知直线m αα过平面α外一点,作与α平行的平面,则这样的平面可作( ) A 1个 或2个 B 0个或1个 C 1个 D 0个 6.如图,如果MC ⊥菱形ABCD 所在平面,那么MA 与BD 的位置关系是( ) A 平行 B 垂直相交 C 异面 D 相交但不垂直 7.经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有( ) A 0个 B 1个 C 无数个 D 1个或无数个 8.下列条件中,能判断两个平面平行的是( ) A 一个平面内的一条直线平行于另一个平面; B 一个平面内的两条直线平行于另一个平面 C 一个平面内有无数条直线平行于另一个平面 D 一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面 9.对于直线m ,n 和平面,αβ,使αβ⊥成立的一个条件是( ) A //,,m n n m βα⊥? B //,,m n n m βα⊥⊥ C ,,m n m n αβα⊥=?I D ,//,//m n m n αβ⊥ 10 .已知四棱锥,则中,直角三角形最多可以有( ) A 1个 B 2个 C 3个 D 4个 二.填空题(每题4分,共16分) 11.已知?ABC 的两边AC,BC 分别交平面α于点M,N ,设直线AB 与平面α交于点O ,则点O 与直线MN 的位置关系为_________ 12.过直线外一点与该直线平行的平面有___________个,过平面外一点与该平面平行的直线有 _____________条 13.一块西瓜切3刀最多能切_________块

(完整版)高中立体几何证明垂直的专题训练

高中立体几何证明垂直的专题训练 深圳龙岗区东升学校—— 罗虎胜 立体几何中证明线面垂直或面面垂直都可转化为 线线垂直,而证明线线垂直一般有以下的一些方法: (1) 通过“平移”。 (2) 利用等腰三角形底边上的中线的性质。 (3) 利用勾股定理。 (4) 利用三角形全等或三角行相似。 (5) 利用直径所对的圆周角是直角,等等。 (1) 通过“平移”,根据若αα平面则平面且⊥⊥a b b a ,,// 1.在四棱锥P-ABCD 中,△PBC 为正三角形,AB ⊥平面PBC ,AB ∥CD ,AB= 2 1 DC ,中点为PD E .求证:AE ⊥平面PDC. 分析:取PC 的中点F ,易证AE//BF ,易证 B F ⊥平面PDC 2.如图,四棱锥P -ABCD ABCD ,∠PDA=45°,点E 为棱AB 的中点. 求证:平面PCE ⊥平面PCD ; 分析:取PC 的中点G ,易证EG//AF ,又易证A F 于是E G ⊥平面PCD,则平面PCE ⊥平面PCD (第2题图)

3、如图所示,在四棱锥P ABCD -中, AB PAD ⊥平面,//AB CD ,PD AD =,E 是PB 的中点,F 是CD 上的点,且 1 2 DF AB = ,PH 为PAD ?中AD 边上的高。 (1)证明:PH ABCD ⊥平面; (2)若121PH AD FC ===,,,求三棱锥E BCF -的体积; (3)证明:EF PAB ⊥平面. 分析:要证EF PAB ⊥平面,只要把FE 平移到DG ,也即是取AP 的中点G ,易证EF//GD, 易证D G ⊥平面PAB 4.如图所示, 四棱锥P -ABCD 底面是直角梯形 ,,2,BA AD CD AD CD AB PA ⊥⊥=⊥底面ABCD , E 为PC 的中点, P A =AD 。 证明: BE PDC ⊥平面; 分析:取PD 的中点F ,易证AF//BE, 易证A F ⊥平面PDC (2)利用等腰三角形底边上的中线的性质 5、在三棱锥P ABC -中,2AC BC ==,90ACB ∠=o ,AP BP AB ==, PC AC ⊥. (Ⅰ)求证:PC AB ⊥; (Ⅱ)求二面角B AP C --的大小; A C B P

必修二立体几何常考证明题

必修二立体几何常考证明题 一.证明线线平行,线面平行,面面平行 1.利用三角形中位线 2. 利用平行四边形 考点1:线面平行的判定(利用三角形中位线) 例1:如图,在正方体1111ABCD A BC D -中,E 是1AA 的中点, 求证: 1//AC 平面 BDE 。 考点2:线面平行的判定(利用平行四边形) 例2:已知正方体111 1 ABCD A BC D -,O 是底ABCD 对角线的交点. 求证:(1) C 1O ∥面11AB D ; 练习: 1、如图,在底面是矩形的四棱锥ABCD P -中,⊥PA 面ABCD ,E 、F 为别为PD 、 AB 的中点,求证:直线AE ∥平面PFC A E D 1 C B 1 D C B A D 1O D B A C 1 B 1 A 1 C

2正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面边长为8,侧棱长为6,D 为AC 中点。 (1)求证:直线AB 1∥平面C 1DB ; 3、 如图,已知ABCD PA 矩形 所在平面,N M 、分别为PC AB 、的中点; (Ⅰ)求证:PAD MN 平面//; 4、如图,在三棱锥D-ABC 中,已知△BCD 是正三角形,AB ⊥平面BCD ,AB=BC=a ,E 为 BC 的中点,F 在棱AC 上,且AF=3FC . (1)求三棱锥D-ABC 的表面积;(2)求证AC ⊥平面DEF ; (3)若M 为BD 的中点,问AC 上是否存在一点N ,使MN ∥平面DEF ?若存在,说明点N 的位置;若不存在,试说明理由. A 1 C 1 C B A B 1

考点3:面面平行的判定 例7:如图,在正方体111 1 ABCD A BC D 中,E 、F 、G 分别是AB 、AD 、1 1 C D 的中点. 求证:平面1D EF ∥平面BDG . 5、棱长为a 的正方体AC 1中,设M 、N 、E 、F 分别为棱A 1B 1、A 1D 1、C 1D 1、B 1C 1的中点. (1)求证:E 、F 、B 、D 四点共面; (2)求证:面AMN ∥面EFBD .

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

高一数学立体几何练习题及部分标准答案汇编

立体几何试题 一.选择题(每题4分,共40分) 1.已知AB//PQ,BC//QR,则∠PQP等于() A 030 B 030 C 0 150 D 以上结论都不对 2.在空间,下列命题正确的个数为() (1)有两组对边相等的四边形是平行四边形,(2)四边相等的四边形是菱形 (3)平行于同一条直线的两条直线平行;(4)有两边及其夹角对应相等的两个三角形全等 A 1 B 2 C 3 D 4 3.如果一条直线与两个平行平面中的一个平行,那么这条直线与另一个平面的位置关系是() A 平行 B 相交 C 在平面内 D 平行或在平面内 4.已知直线m//平面α,直线n在α内,则m与n的关系为() A 平行 B 相交 C 平行或异面 D 相交或异面 5.经过平面α外一点,作与α平行的平面,则这样的平面可作() A 1个或2个 B 0个或1个 C 1个 D 0个 6.如图,如果MC⊥菱形ABCD所在平面,那么MA与BD的位置关系是( ) A 平行 B 垂直相交 C 异面 D 相交但不垂直 7.经过平面α外一点和平面α内一点与平面α垂直的平面有()

8.下列条件中,能判断两个平面平行的是( ) A 一个平面内的一条直线平行于另一个平面; B 一个平面内的两条直线平行于另一个平面 C 一个平面内有无数条直线平行于另一个平面 D 一个平面内任何一条直线都平行于另一个平面 9.对于直线m ,n 和平面,αβ,使αβ⊥成立的一个条件是( ) A //,,m n n m βα⊥? B //,,m n n m βα⊥⊥ C ,,m n m n αβα⊥=?I D ,//,//m n m n αβ⊥ 10 .已知四棱锥,则中,直角三角形最多可以有( ) A 1个 B 2个 C 3个 D 4个 二.填空题(每题4分,共16分) 11.已知?ABC 的两边AC,BC 分别交平面α于点M,N ,设直线AB 与平面α交于点O ,则点O 与直线MN 的位置关系为_________ 12.过直线外一点与该直线平行的平面有___________个,过平面外一点与该平面平行的直线有 _____________条 13.一块西瓜切3刀最多能切_________块 14.将边长是a 的正方形ABCD 沿对角线AC 折起,使得折起后BD 得长为a,则三棱锥D-ABC 的体积为___________ 三、解答题 15(10分)如图,已知E,F 分别是正方形ABCD A B C D -的棱AA 和棱CC 上的点,且

立体几何垂直证明(基础)

立体几何垂直的证明 类型一:线线垂直证明(共面垂直、异面垂直) (1)共面垂直:掌握几种模型 ①等腰(等边)三角形中的中线 ②菱形(正方形)的对角线互相垂直 ③勾股定理中的三角形 ④ 直角梯形 ⑤利用相似或全等证明直角。 【例1】在正方体1111ABCD A B C D -中,O 为底面ABCD 的中心, E 为1CC 中点,求证: (1) 1A O OE ⊥ (2) 1A O BDE ⊥平面 (2)异面垂直(利用线面垂直来证明) 【例2】在正四面体ABCD 中, 求证:AC BD ⊥ 【变式1】如图,在四棱锥ABCD P -中,底面ABCD 是矩形,已知 ο60,22,2,2,3=∠====PAB PD PA AD AB . 证明:AD PB ⊥;

【变式2】如图,在边长为2的正方形ABCD中,点E是AB的中点,点F是BC的中点, 将△AED,△DCF分别沿, DE DF折起,使,A C两点重合于'A. 求证:'A D EF ⊥; 【变式3】如图,在三棱锥P ABC -中,⊿PAB是等边三角形,∠P AC=∠PBC=90 o。 证明:AB⊥PC 类型二:直线与平面垂直证明 方法○1利用线面垂直的判断定理 【例3】在正方体 1111 ABCD A B C D -中,,求证: 11 AC BDC ⊥平面 【变式1】如图:直三棱柱ABC-A1B1C1中,AC=BC=AA1=2,∠ACB=90?.E为BB1的中点,D点在AB上且DE= 3 . 求证:CD⊥平面A1ABB1; B E ' A D F G

P C B A D E 【变式2】如图,在四面体ABCD 中,O 、E 分别是BD 、BC 的 中点,2, 2.CA CB CD BD AB AD ====== 求证:AO ⊥平面BCD ; 【变式3】如图,在底面为直角梯形的四棱锥P ABCD -中,AD BC ∥,90ABC ∠=°,PA ⊥平面ABCD .3PA =,2AD =,23AB =6BC = ()1求证:BD ⊥平面PAC ○ 2利用面面垂直的性质定理 【例4】在三棱锥P-ABC 中,PA ABC ⊥底面,PAC PBC ⊥面面,BC PAC ⊥求证:面。 【变式1】在四棱锥P ABCD -,底面ABCD 是正方形,侧面PAB 是等腰三角形,且 PAB ABCD ⊥面底面,求证:BC PAB ⊥面

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:

立体几何中的向量方法—证明平行和垂直

2017届高二数学导学案编写 审核 审批 课题:立体几何中的向量方法—证明平行和垂直 第 周 第 课时 班 组 组评 姓名 师评 【使用说明】 1、依据学习目标。课前认真预习,完成自主学习内容; 2、课上思考,积极讨论,大胆展示,充分发挥小组合作优势,解决疑难问题; 3、当堂完成课堂检测题目; 4、★的多少代表题目的难以程度。★越多说明试题越难。不同层次学生选择相应题目完成 【学习目标】1.理解空间向量的概念;掌握空间向量的加法、减法和数乘; 2.了解空间向量的基本定理; 3.掌握空间向量的数量积的定义及其性质;理解空间向量的夹角的概念;掌握空间向量的数量积的概念、性质和运算律;了解空间向量的数量积的几何意义;能用向量的数量积判断向量的共线与垂直。 【教学重点】理解空间向量的概念;掌握空间向量的运算方法 【教学难点】 理解空间向量的概念;掌握空间向量的运算方法 【学习方法】学案导学法,合作探究法。 【自主学习·梳理基础】 1、 考点深度剖析 利用空间向量证明平行或垂直是高考的热点,内容以解答题为主,主要围绕考查空间直角坐标系的建立、空间向量的坐标运算能力和分析解决问题的能力命制试题,以多面体为载体、证明线面(面面)的平行(垂直)关系是主要命题方向. 2.【课本回眸】 1.直线的方向向量与平面的法向量的确定 ①直线的方向向量:l 是空间一直线,A ,B 是直线l 上任意两点,则称AB → 为直线l 的方向向量,与AB → 平行的任意非零向量也是直线l 的方向向量. ②平面的法向量可利用方程组求出:设a ,b 是平面α内两不共线向量,n 为平面α的法向量, 则求法向量的方程组为??? ?? n·a =0, n·b =0. 2.用向量证明空间中的平行关系 ①设直线l 1和l 2的方向向量分别为v 1和v 2,则l 1∥l 2(或l 1与l 2重合)?v 1∥v 2. ②设直线l 的方向向量为v ,与平面α共面的两个不共线向量v 1和v 2,则l ∥α或l ?α?存在两个实数x ,y ,使v =xv 1+yv 2. ③设直线l 的方向向量为v ,平面α的法向量为u ,则l ∥α或l ?α?v ⊥u . ④设平面α和β的法向量分别为u 1,u 2,则α∥β?u 1∥u 2. 3. 用向量证明空间中的垂直关系 ①设直线l 1和l 2的方向向量分别为v 1和v 2,则l 1⊥l 2?v 1⊥v 2?v 1·v 2=0. ②设直线l 的方向向量为v ,平面α的法向量为u ,则l ⊥α?v∥u . ③设平面α和β的法向量分别为u 1和u 2,则α⊥β?u 1⊥u 2?u 1·u 2=0. 4.共线与垂直的坐标表示 设a =(a 1,a 2,a 3),b =(b 1,b 2,b 3),则a ∥b ?a =λb ?a 1=λb 1,a 2=λb 2,a 3=λb 3(λ∈R), a ⊥ b ?a·b =0?a 1b 1+a 2b 2+a 3b 3=0(a ,b 均为非零向量). 【课堂合作探究】 探究一:如图,在棱长为2的正方体1111D C B A ABCD -中, N M F E ,,,分别是棱1111,,,D A B A AD AB 的中点,点Q P ,分别在 棱 1DD ,1BB 上移动,且()20<<==λλBQ DP . 当1=λ时,证明:直线//1BC 平面EFPQ . 探究二:如图所示,在四棱锥P -ABCD 中,PA ⊥底面ABCD ,AB ⊥AD ,AC ⊥CD ,∠ABC =60°,PA =AB =BC ,E 是PC 的中点.证明: (1)AE ⊥CD ; (2)PD ⊥平面ABE .

必修 立体几何单元测试题及答案

M D' D C B A 立体几何单元测验题 一、选择题:把每小题的正确答案填在第二页的答题卡中,每小题4分,共60分 1.一个圆锥的底面圆半径为3,高为4,则这个圆锥的侧面积为 A . 152 π B .10π C .15π D .20π 2.C B A ,,表示不同的点,l a ,表示不同的直线,βα,表示不同的平面,下列推理错误的是 A .ααα??∈∈∈∈l B l B A l A ,,, B .,,,AB l l AB l αβαβαβ=⊥?⊥?⊥I C .,l A l A αα?∈?? D .βαβα与不共线,,且?∈∈C B A C B A C B A ,,,,,,重合 3.直线c b a ,,相交于一点,经过这3条直线的平面有 A .0个 B .1个 C .3个 D .0个或1个 4.下列说法正确的是 A .平面α和平面β只有一个公共点 B .两两相交的三条直线共面 C .不共面的四点中,任何三点不共线 D .有三个公共点的两平面必重合 5. 直线b a 与是一对异面直线,a B A 是直线,上的两点,b D C 是直线,上的两点,N M ,分别是BD AC 和的中点,则a MN 和的位置关系为 A .异面直线 B .平行直线 C .相交直线 D .平行直线或异面直线 6.已知正方形ABCD ,沿对角线ABC AC ?将折起,设AD 与平面ABC 所成的角为α,当α最大时,二面角D AC B --等于( ) A .090 B .060 C .045 D .030 7.已知异面直线b a ,分别在平面βα,内,且βαI c =,直线c A .同时与b a ,相交 B .至少与b a ,中的一条相交 C .至多与b a ,中的一条相交 D .只能与b a ,中的一条相交 8.一个平面多边形的斜二侧图形的面积是S ,则这个多边形的面积是 A 2S B .2S C .22S D .4S 9.直线l 在平面α外,则 A .α//l B .α与l 相交 C .α与l 至少有一个公共点 D .α与l 至多有一个公共点 10.如图,BD AB BD M AC M AB BD AC AB ,,平面,平面,⊥⊥?===1与平面M 成030角,则 D C 、间的距离为( ) A .1 B .2 C .2 D .3 11.如果在两个平面内分别有一条直线,这两条直线互相平行,那么这两个平面的位置关系

重点高中立体几何证明平行的专题

重点高中立体几何证明平行的专题

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3 F G G A B C D E C A B D E F D E B 1 A 1 C 1C A B F M 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 是平行四边形,于是MF//EA E F B A C D P (第1

4 【例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 【例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 【例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 【例7】如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中, D 为AC 的中点. 求证:AB 1//面BDC 1; 分析:连B 1C 交BC 1于点E ,易证ED 是 △B 1AC 的中位线 A B C D E F G M

高中立体几何证明平行的专题训练

高中立体几何证明平行 的专题训练 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】

P E D C B A 1. 如图,四棱锥P -A B C D 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. (1)求证:求证:FG ∥面BCD ; 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: C 1D ∥平面B 1FM. 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; 5、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 6.如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中, D 为AC 的中点. 求证:AB 11C 2 1 中点为PD E 求证:AE ∥平面PBC ; 9、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. M是线段AD的中点,求证:GM∥平面ABFE; 10、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 11、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 =.求证://CM 平面BEF ; E F B A C D P

高二数学立体几何单元测试题

高二数学立体几何第一二章测试卷必修 2 班级 编号 姓名 得分: 一、 选择:12×5=60分 1、经过空间任意三点作平面 ( ) A .只有一个 B .可作二个 C .可作无数多个 D .只有一个或有无数多个 2、两个完全相同的长方体的长、宽、高分别为5cm ,4cm ,3cm ,把它们重叠在一起组成一个新长方体,在这些新长方体中,最长的对角线的长度是 ( ) A .cm 77 B .cm 27 C .cm 55 D .cm 210 3.已知α,β是平面,m ,n 是直线.下列命题中不正确的是 ( ) A .若m ∥n ,m ⊥α,则n ⊥α B .若m ∥α,α∩β=n ,则m ∥n C .若m ⊥α,m ⊥β,则α∥β D .若m ⊥α,β?m ,则α⊥β 4.在正三棱柱所成的角的大小为与则若中B C AB BB AB C B A ABC 111111,2,=- ( ) A .60° B .90° C .105° D .75° 5、在正方体1111 ABCD A B C D -中,下列几种说法正确的是 ( ) A 、11AC AD ⊥ B 、11D C AB ⊥ C 、1AC 与DC 成45o 角 D 、11AC 与1B C 成60o 角 6、如图:正四面体S -ABC 中,如果E ,F 分别是SC ,AB 的中点, 那么异面直线EF 与SA 所成的角等于 ( ) A .90° B .45° C .60° D .30° 7、异面直线a 、b 成60°,直线c ⊥a ,则直线b 与c 所成的角的范围为 ( ) A .[30 °,90°] B .[60°,90°] C .[30°,60°] D .[60°,120°] 8、PA 、PB 、PC 是从P 点引出的三条射线,每两条夹角都是60°,那么直线PC 与平面PAB 所成角的余弦值是 ( ) A . 2 1 B . 2 2 C . 3 6 D .33 9、如图,PA ⊥矩形ABCD ,下列结论中不正确的是( ) A .PB ⊥BC B .PD ⊥CD C .P D ⊥BD D .PA ⊥BD B A

高中立体几何证明方法及例题

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

面面∥面面平行判定2 线面垂直性质2a 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: 1. 三类角的定义: (1)异面直线所成的角θ:0°<θ≤90 ° (2)直线与平面所成的角:0°≤θ≤90° (3)二面角:二面角的平面角θ,0°<θ≤180° 2. 三类角的求法:转化为平面角“一找、二作、三算” 即:(1)找出或作出有关的角;(2)证明其符合定义; (3)指出所求作的角; (4)计算大小。

(完整版)高一必修二经典立体几何专项练习题

高一必修二经典立体几何专项练习题 空间中直线与平面、平面与平面之间的位置关系 1、直线与平面有三种位置关系: (1)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 α来表示 a α a∩α=A a∥α 2.2.直线、平面平行的判定及其性质 2.2.1 直线与平面平行的判定 1、直线与平面平行的判定定理: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。 简记为:线线平行,则线面平行。 符号表示: a α b β => a∥α a∥b 2.2.2 平面与平面平行的判定 1、两个平面平行的判定定理:一个平面内的两条交直线与另一个平面平行,则这两个平面平行。 符号表示: aβ bβ a∩b =pβ∥α a∥α b∥α 2、判断两平面平行的方法有三种: (1)用定义; (2)判定定理; (3)垂直于同一条直线的两个平面平行。

2.2.3 —2.2.4直线与平面、平面与平面平行的性质 1、直线与平面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过这条直线的任一平面与此平面的交线与该直线平行。 简记为:线面平行则线线平行。 符号表示: a ∥α a β a∥b α∩β= b 作用:利用该定理可解决直线间的平行问题。 2、两个平面平行的性质定理:如果两个平行的平面同时与第三个平面相交,那么它们的交线平行。 符号表示: α∥β α∩γ=a a∥b β∩γ=b 作用:可以由平面与平面平行得出直线与直线平行 2.3直线、平面垂直的判定及其性质 2.3.1直线与平面垂直的判定 1、定义:如果直线L与平面α内的任意一条直线都垂直,我们就说直线L与平面α互相垂直,记作L⊥α,直线L叫做平面α的垂线,平面α叫做直线L的垂面。如图,直线与平面垂直时,它们唯一公共点P叫做垂足。 P a L 2、直线与平面垂直的判定定理:一条直线与一个平面内的两条相交直线都垂直,则该直线与此平面垂直。 注意点: a)定理中的“两条相交直线”这一条件不可忽视; b)定理体现了“直线与平面垂直”与“直线与直线垂直”互相转化的数学思想。 2.3.2平面与平面垂直的判定 1、二面角的概念:表示从空间一直线出发的两个半平面所组成的图形 A

高中立体几何证明线垂直的方法(学生).doc

高中立体几何证明线线垂直方法 ( 1)通过“平移” , 根据若a // b,且b 平面 , 则 a 平面 1.在四棱锥 P-ABCD中,△ PBC为正三角形, AB⊥平面 PBC, AB∥ CD, AB=1 DC,E为PD中点 . 求证: AE 2 ⊥平面 PDC. D A E B C P 2.如图,四棱锥 P- ABCD的底面是正方形, PA⊥底面 ABCD,∠ PDA=45°,点 E 为棱 AB 的中 点.求证:平面 PCE⊥平面 PCD; P F E A D B C (第 2 题图) 3. 如图所示,在四棱锥P ABCD 中,AB 平面PAD ,AB//CD,PD AD , E是 PB的中点, F 是 CD 上的点,且DF 1 AB,PH为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 .

4.如图所示 , 四棱锥P ABCD底面是直角梯形BA AD , CD AD , CD 2AB, PA底面ABCD, E为 PC的中点, PA= AD。 证明:BE平面PDC; 5. 在三棱锥P ABC 中, AC BC 2,ACB 90o,AP BP AB, PC AC . P (Ⅰ)求证:PC AB ; (Ⅱ)求二面角 B AP C 的大小; A B C 6. 如图,在三棱锥P ABC 中,⊿ PAB是等边三角形,∠PAC=∠ PBC=90 o 证明: AB⊥ PC ( 3)利用勾股定理 7. 如图,四棱锥P ABCD 的底面是边长为 1 的正方形,PA CD , PA 1,PD 2. 求证 : PA平面ABCD; P D A B C

完整word版,高中立体几何证明平行的专题

1 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 是平行四边形,于是MF//EA (第1题图)

2 【例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 【例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 【例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 【例7】如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中, D 为AC 的中点. 求证:AB 1//面BDC 1; 分析:连B 1C 交BC 1于点E ,易证ED 是 △B 1AC 的中位线 A B C D E F G M

高中立体几何证明线面平行的常见方法

D E B 1 A 1 C 1 C A B M 高中立体几何证明线面平行问题(数学作业十七) (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 ; 2、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. 3、如图所示, 四棱锥P ABCD 底面是直角梯形, E F B A C D P (第

,,AD CD AD BA ⊥⊥CD=2AB, E 为PC 的中点, 证明: //EB PAD 平面; (2) 利用三角形中位线的性质 4、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 。 5、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 6.如图,三棱柱ABC —A 1B 1C 1中, D 为AC A B C D E F G M

P E D C B A 的中点. 求证:AB 12 1中点为PD E 求证:AE ∥平面PBC ; (4)利用对应线段成比例 9、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 (5)利用面面平行 10、如图,三棱锥ABC P -中,PB ⊥底面,90BCA ∠=o ,PB=BC=CA , 为的中点,为的中点,点在上,且2AF FP =. (1)求证:BE ⊥平面; (2)求证://CM 平面;

高中数学立体几何三视图练习题

立体几何-三视图练习题 1.下列四个几何体中,每个几何体的三视图中有且仅有两个视图相同的是( ). A .①② B .①③ C .③④ D .②④ 2.用斜二测画法画一个水平放置的平面图形的直观图为如图所示的一个正方形,则原来的图形是( ). 3.一个几何体的三视图如图所示,则该几何体的直观图可以是 ( ) 4.在一个几何体的三视图中,正(主)视图和俯视图如图所示,则相应的侧(左)视图可以为( ). 5.如图,直观图所示的原平面图形是( ) A.任意四边形 B.直角梯形 C.任意梯形 D.等腰梯形 6.将正三棱柱截去三个角(如图1所示A B C ,,分别是GHI △三边的中点)得到几何体如图2,则该几何体按图2所示方向的侧视图(或称左视图)为( )

7. 一个多面体的三视图分别为正方形、等腰三角形和矩形,如图所示,则该多面体的体积为( ) A .24 cm 3 B .48 cm 3 C .32 cm 3 D .28 cm 3 第7题 第8题 8.若正四棱锥的正(主) 视图和俯视图如图所示,则该几何体的表面积是( ). A .4 B .4+410 C .8 D .4+411 9.如下图是某几何体的三视图,其中正(主)视图是腰长为2的等腰三角形,侧(左)视图是半径为1的半圆,则该几何体的体积是( ). A .π B ..π 3 C .3π D .3π3 第9题 第10题 10.已知某个几何体的三视图如下,根据图中标出的尺寸(单位:cm ),可得这个几何体的体积是( ) A. 34000cm 3 B.3 8000cm 3 C.32000cm D.34000cm 11.3 ,且一个内角为60o 的菱形,俯视图为正方形,那么这个几何体的表面积为( ) A .23 B .43 C . 4 D . 8 E F D I A H G B C E F D A B C 侧视 图1 图2 B E A . B E B . B E C . B E D .

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