
考點(diǎn)一 點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系
考點(diǎn)一 點(diǎn)、線、面的位置關(guān)系——真有證據(jù),假有反例判斷空間點(diǎn)、線、面位置關(guān)系,主要依賴四個(gè)公理、平行關(guān)系和垂直關(guān)系的有關(guān)定義及定理,具體處理時(shí)可以構(gòu)建長(zhǎng)方體或三棱錐等模型,把要考查的點(diǎn)、線、面融入模型中,判斷會(huì)簡(jiǎn)潔明了.如要否定一個(gè)結(jié)論,只需找到一個(gè)反例就可以.
例 1 [2023·陜西省寶雞市高三三模]已知α,β是空間兩個(gè)不同的平面,m,n是空間兩條不同的直線,則結(jié)論錯(cuò)誤的( )A.m⊥α,n⊥β,m⊥n,則α⊥βB.m⊥α,n⊥β且α∥β,則m∥nC.m⊥α,n⊥β,且m∥n,則α∥βD.α∥β,m?α,n?β,則m∥n
解析:對(duì)于A,若m⊥α,m⊥n,則n?α或n∥α,若n?α,n⊥β,則α⊥β,若n∥α,則平面α存在直線c使得n∥c,又n⊥β,所以c⊥β,又c?α,所以α⊥β,故A正確;對(duì)于B,若m⊥α,α∥β,則m⊥β,又n⊥β則m∥n,故B正確;對(duì)于C,若m⊥α,m∥n,所以n⊥α,又n⊥β且α,β是空間兩個(gè)不同的平面,則α∥β,故C正確;對(duì)于D,若α∥β,m?α,n?β,則m∥n或m與n異面,故D錯(cuò)誤.故選D.
歸納總結(jié)判斷與空間位置關(guān)系有關(guān)命題真假的4種方法(1)借助空間線面平行、面面平行、線面垂直、面面垂直的判定定理和性質(zhì)定理進(jìn)行判斷;(2)借助空間幾何模型,如從長(zhǎng)方體模型、四面體模型等模型中觀察線面位置關(guān)系,結(jié)合有關(guān)定理,進(jìn)行肯定或否定;(3)借助于反證法,當(dāng)從正面入手較難時(shí),可利用反證法,推出與題設(shè)或公認(rèn)的結(jié)論相矛盾的命題,進(jìn)而作出判斷;(4)判斷空間兩條直線是否相交,首先判斷兩直線是否共面.?
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.[2023·成都七中高三一模]設(shè)α是空間中的一個(gè)平面,l,m,n是三條不同的直線,則( )A.若m?α,n?α,l⊥m,l⊥n,則l⊥αB.若l∥m,m∥n,l⊥α,則n⊥αC.若l∥m,m⊥α,n⊥α,則l⊥nD.若m?α,l⊥n,n⊥α,則l∥m
解析:由α是空間中的一個(gè)平面,l,m,n是三條不同的直線,知:對(duì)A:若m?α,n?α,l⊥m,l⊥n,則l與α相交、平行或l?α,故A錯(cuò)誤;對(duì)B:若l∥m,m∥n,l⊥α,則由線面垂直的性質(zhì)定理得n⊥α,故B正確;對(duì)C:若l∥m,m⊥α,n⊥α,則l∥n,故C錯(cuò)誤;對(duì)D:若m?α,n⊥α,l⊥n,則l與m相交、平行或異面,故D錯(cuò)誤.故選B.
2.[2022·全國(guó)乙卷]在正方體ABCD-A1B1C1D1中,E,F(xiàn)分別為AB,BC的中點(diǎn),則( )A.平面B1EF⊥平面BDD1B.平面B1EF⊥平面A1BDC.平面B1EF∥平面A1ACD.平面B1EF∥平面A1C1D
考點(diǎn)二 空間角的基本計(jì)算
考點(diǎn)二 空間角的基本計(jì)算——依照定義,轉(zhuǎn)化角度用平移法求異面直線所成的角是指通過(guò)平移異面直線中的一條或兩條,找到異面直線所成的角,并求出該角.此種方法適用于規(guī)則幾何體中的異面直線所成角的求解問(wèn)題.
例 2 [2022·全國(guó)甲卷]在長(zhǎng)方體ABCD-A1B1C1D1中,已知B1D與平面ABCD和平面AA1B1B所成的角均為30°,則( )A.AB=2ADB.AB與平面AB1C1D所成的角為30°C.AC=CB1D.B1D與平面BB1C1C所成的角為45°
考點(diǎn)三 空間中平行、垂直關(guān)系
考點(diǎn)三 空間中平行、垂直關(guān)系——思轉(zhuǎn)化,用定理,得結(jié)論1.直線、平面平行的判定及其性質(zhì)(1)線面平行的判定定理:a?α,b?α,a∥b?a∥α.(2)線面平行的性質(zhì)定理:a∥α,a?β,α∩β=b?a∥b.(3)面面平行的判定定理:a?β,b?β,a∩b=P,a∥α,b∥α?α∥β.(4)面面平行的性質(zhì)定理:α∥β,α∩γ=a,β∩γ=b?a∥b.
2.直線、平面垂直的判定及其性質(zhì)(1)線面垂直的判定定理:m?α,n?α,m∩n=P,l⊥m,l⊥n?l⊥α.(2)線面垂直的性質(zhì)定理:a⊥α,b⊥α?a∥b.(3)面面垂直的判定定理:a?β,a⊥α?α⊥β.(4)面面垂直的性質(zhì)定理:α⊥β,α∩β=l,a?α,a⊥l?a⊥β.
例 3 如圖,在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E和F分別是CD和PC的中點(diǎn),求證:(1)PA⊥底面ABCD;(2)BE∥平面PAD;(3)平面BEF⊥平面PCD.
證明:(1)∵平面PAD⊥底面ABCD,平面PAD∩平面ABCD=AD,PA⊥AD,PA?平面PAD,∴PA⊥底面ABCD.(2)∵AB∥CD,CD=2AB,E為CD的中點(diǎn),∴AB∥DE,且AB=DE.∴四邊形ABED為平行四邊形.∴BE∥AD.又∵BE?平面PAD,AD?平面PAD,∴BE∥平面PAD.
歸納總結(jié)平行關(guān)系及垂直關(guān)系的轉(zhuǎn)化
提醒 (1)證明線面平行時(shí),忽略“直線在平面外”“直線在平面內(nèi)”的條件.(2)證明面面平行時(shí),忽略“兩直線相交”“兩直線在平面內(nèi)”的條件.(3)證明線面垂直時(shí),容易忽略“平面內(nèi)兩條相交直線”這一條件.
對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練1.如圖,該幾何體的三個(gè)側(cè)面AA1B1B,BB1C1C,CC1A1A都是矩形.(1)證明:平面ABC∥平面A1B1C1;(2)若AA1=2AC,AC⊥AB,M為CC1的中點(diǎn),證明:A1M⊥平面ABM.
2.如圖,已知△ABC為等邊三角形,△ABD為等腰直角三角形,AB⊥BD.平面ABC⊥平面ABD,點(diǎn)E與點(diǎn)D在平面ABC的同側(cè),且CE∥BD,BD=2CE.F為AD的中點(diǎn),連接EF.(1)求證:EF∥平面ABC;(2)求證:平面AED⊥平面ABD.
證明:(1)如圖,取AB的中點(diǎn)為O,連接OC,OF,∵O,F(xiàn)分別為AB,AD的中點(diǎn),∴OF∥BD且BD=2OF,又∵CE∥BD且BD=2CE,∴CE∥OF且CE=OF,∴四邊形OCEF為平行四邊形,∴EF∥OC.又∵EF?平面ABC且OC?平面ABC,∴EF∥平面ABC.(2)∵三角形ABC為等邊三角形,∴OC⊥AB,又∵平面ABC⊥平面ABD且平面ABC∩平面ABD=AB,∴OC⊥平面ABD,∵EF∥OC,∴EF⊥平面ABD,又∵EF?平面AED,∴平面AED⊥平面ABD.
考點(diǎn)四 平面圖形的折疊問(wèn)題
考點(diǎn)四 平面圖形的折疊問(wèn)題——折疊前后“變”與“不變”是關(guān)鍵1.畫好兩圖:翻折之前的平面圖形與翻折之后形成的幾何體的直觀圖.2.把握關(guān)系:即比較翻折前后的圖形,準(zhǔn)確把握平面圖形翻折前后的線線關(guān)系,哪些平行與垂直的關(guān)系不變,哪些平行與垂直的關(guān)系發(fā)生變化,這是準(zhǔn)確把握幾何體的結(jié)構(gòu)特征,進(jìn)行空間線面關(guān)系邏輯推理的基礎(chǔ).3.準(zhǔn)確定量:即根據(jù)平面圖形翻折的要求,把平面圖形中的相關(guān)數(shù)量轉(zhuǎn)化為空間幾何體的數(shù)字特征,這是準(zhǔn)確進(jìn)行計(jì)算的基礎(chǔ).
歸納總結(jié)平面圖形翻折問(wèn)題的求解方法(1)解決與折疊有關(guān)的問(wèn)題的關(guān)鍵是搞清折疊前后的變化量和不變量,一般情況下,線段的長(zhǎng)度是不變量,而位置關(guān)系往往會(huì)發(fā)生變化,抓住不變量是解決問(wèn)題的突破口.(2)在解決問(wèn)題時(shí),要綜合考慮折疊前后的圖形,既要分析折疊后的圖形,也要分析折疊前的圖形.
[高考5個(gè)大題] 解題研訣竅(三) 立體幾何問(wèn)題重在“建”“轉(zhuǎn)”——建模、轉(zhuǎn)換 [思維流程——找突破口]
[技法指導(dǎo)——遷移搭橋]立體幾何解答題建模、轉(zhuǎn)換策略立體幾何解答題的基本模式是論證推理與計(jì)算相結(jié)合,以某個(gè)幾何體為依托,分步設(shè)問(wèn),逐層加深,解決這類題目的原則是建模、轉(zhuǎn)換.建?!獑?wèn)題轉(zhuǎn)化為平行模型、垂直模型等;轉(zhuǎn)換——對(duì)幾何體的體積、三棱錐的體積考查頂點(diǎn)轉(zhuǎn)換,多面體體積分割轉(zhuǎn)換為幾個(gè)規(guī)則幾何體的體積和或體積差求解.
[穩(wěn)解題](1)證明:由已知可得,∠BAC=90°,即BA⊥AC.又因?yàn)锽A⊥AD,AC∩AD=A,所以AB⊥平面ACD.因?yàn)锳B?平面ABC,所以平面ACD⊥平面ABC.
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