
立體幾何的動(dòng)態(tài)問題是高考的熱點(diǎn),問題中的“不確定性”與“動(dòng)感性”元素往往成為學(xué)生思考與解問題的思維障礙,使考題的破解更具策略性、挑戰(zhàn)性與創(chuàng)新性。一般立體動(dòng)態(tài)問題形成的原因有動(dòng)點(diǎn)變化、平面圖形的翻折、幾何體的平移和旋轉(zhuǎn)以及投影與截面問題,由此引發(fā)的常見題型為動(dòng)點(diǎn)軌跡、角房j距離的計(jì)算、面積與體積的計(jì)算、探索性問題以及有關(guān)幾何量的最值求解等。此類題的求解并沒有一定的模式與固定的套路可以沿用。很多學(xué)生一籌莫展,無(wú)法形成清晰的分析思路,導(dǎo)致該題成為學(xué)生的易出分點(diǎn)。究其愿因,是因?yàn)閷W(xué)生缺乏相關(guān)學(xué)科素養(yǎng)和解決聞?lì)}的策略造成的。
動(dòng)態(tài)立體幾何題在變化過程中總蘊(yùn)含著某些不變的因素, 因此要認(rèn)真分析其變化特點(diǎn),尋找不變態(tài)因素,從靜態(tài)因素中,找到解決問題的突破口。求解動(dòng)態(tài)范圍的選擇、填空題,有時(shí)應(yīng)把這類動(dòng)態(tài)叢才化過程充分地展現(xiàn)出來,通過動(dòng)態(tài)思維,觀察它的變化規(guī)律,找到兩個(gè)極端位置,即用特殊法求解乳口對(duì)于探究存在問題或動(dòng)態(tài)范圍(最值問題,用定性分析比較難或繁時(shí),可以引進(jìn)參數(shù),把動(dòng)態(tài)問題郵止為靜態(tài)問題。具體地,可通過構(gòu)建方程、函數(shù)或不等式等進(jìn)行定量計(jì)算,以算促證。
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)球與截面面積問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)體積、面積、周長(zhǎng)、角度、距離定值問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)體積、面積、周長(zhǎng)、距離最值與范圍問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)立體幾何中的交線問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)空間線段以及線段之和最值問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)空間角問題
EQ \\ac(○,熱) EQ \\ac(○,點(diǎn)) EQ \\ac(○,題) EQ \\ac(○,型)立體幾何裝液體問題
一、多選題
1.正方體的棱長(zhǎng)為1,為側(cè)面上的點(diǎn),為側(cè)面上的點(diǎn),則下列判斷正確的是( )
A.若,則到直線的距離的最小值為
B.若,則,且直線平面
C.若,則與平面所成角正弦的最小值為
D.若,,則,兩點(diǎn)之間距離的最小值為
2.半正多面體亦稱“阿基米德體”,是由邊數(shù)不全相同的正多邊形為面的多面體.如圖,將正四面體每條棱三等分,截去頂角所在的小正四面體,得到一個(gè)有八個(gè)面的半正多面體.點(diǎn)、、是該多面體的三個(gè)頂點(diǎn),且棱長(zhǎng),則下列結(jié)論正確的是( )
A.該多面體的表面積為
B.該多面體的體積為
C.該多面體的外接球的表面積為
D.若點(diǎn)是該多面體表面上的動(dòng)點(diǎn),滿足時(shí),點(diǎn)的軌跡長(zhǎng)度為
3.一個(gè)三棱錐的三個(gè)側(cè)面中有一個(gè)是邊長(zhǎng)為2的正三角形,另兩個(gè)是等腰直角三角形,則該三棱錐的體積可能為( )
A.B.C.D.
4.如圖,點(diǎn)M是棱長(zhǎng)為l的正方體中的側(cè)面上的一個(gè)動(dòng)點(diǎn)(包含邊界),則下列結(jié)論正確的是( )
A.不存在點(diǎn)M滿足平面
B.存在無(wú)數(shù)個(gè)點(diǎn)M滿足
C.當(dāng)點(diǎn)M滿足時(shí),平面截正方體所得截面的面積為
D.滿足的點(diǎn)M的軌跡長(zhǎng)度是
5.如圖,正方體的棱長(zhǎng)為,,,分別為,,的中點(diǎn),則( )
A.直線與直線垂直
B.直線與平面平行
C.平面截正方體所得的截面面積為
D.點(diǎn)與點(diǎn)B到平面的距離相等
6.?dāng)?shù)學(xué)中有許多形狀優(yōu)美,寓意獨(dú)特的幾何體,“勒洛四面體”就是其中之一.勒洛四面體是以正四面體的四個(gè)頂點(diǎn)為球心,以正四面體的棱長(zhǎng)為半徑的四個(gè)球的公共部分.如圖,在勒洛四面體中,正四面體ABCD的棱長(zhǎng)為4,則下列結(jié)論正確的是( )
A.勒洛四面體最大的截面是正三角形
B.若P,Q是勒洛四面體ABCD表面上的任意兩點(diǎn),則PQ的最大值為4
C.勒洛四面體ABCD的體積是
D.勒洛四面體ABCD內(nèi)切球的半徑是
7.如圖,在平行四邊形中,,,,沿對(duì)角線將△折起到△的位置,使得平面平面,下列說法正確的有( )
A.三棱錐四個(gè)面都是直角三角形B.平面平面
C.與所成角的余弦值為D.點(diǎn)到平面的距離為
8.祖暅?zhǔn)俏覈?guó)南北朝時(shí)期數(shù)學(xué)家,天文學(xué)家,他提出了體積計(jì)算原理:“冪勢(shì)既同,則積不容異.”這就是祖暅原理,比西方發(fā)現(xiàn)早一千一百多年.即:夾在兩個(gè)平行平面之間的兩幾何體,被平行于這兩個(gè)平面的任意平面所截,如果截得的兩個(gè)截面的面積總相等,那么這兩個(gè)幾何體的體積相等.如圖,曲線C:,過點(diǎn)作曲線C的切線l(l的斜率不為0),將曲線C、直線l、直線y=1及x軸所圍成的陰影部分繞y軸旋轉(zhuǎn)一周所得的幾何體記為,過點(diǎn)作的水平截面,所得截面面積為S,利用祖暅原理,可得出的體積為V,則( )
A.B.
C.D.
9.如圖,將一副三角板拼成平面四邊形,將等腰直角沿向上翻折,得三棱錐,設(shè),點(diǎn)分別為棱的中點(diǎn),為線段上的動(dòng)點(diǎn),下列說法正確的是( )
A.不存在某個(gè)位置,使
B.存在某個(gè)位置,使
C.當(dāng)三棱錐體積取得最大值時(shí),AD與平面ABC成角的正弦值為
D.當(dāng)時(shí),的最小值為
10.在封閉的四棱錐內(nèi)有一個(gè)半徑為的球, 為正方形,的面積為1,,則( )
A.PA的最小值為
B.該球球面不能與該四棱錐的每個(gè)面都相切
C.若,則的最大值為
D.若,則的最大值為
11.已知為圓錐底面圓的直徑(為頂點(diǎn),為圓心),點(diǎn)為圓上異于的動(dòng)點(diǎn),,研究發(fā)現(xiàn):平面和直線所成的角為,該圓錐側(cè)面與平面的交線為曲線.當(dāng)時(shí),曲線為圓;當(dāng)時(shí),曲線為橢圓;當(dāng)時(shí),曲線為拋物線;當(dāng)時(shí),曲線為雙曲線.則下列結(jié)論正確的為( )
A.過該圓錐頂點(diǎn)的平面截此圓錐所得截面面積的最大值為2
B.的取值范圍為
C.若為線段上的動(dòng)點(diǎn),則
D.若,則曲線必為雙曲線的一部分
12.已知正方體的棱長(zhǎng)為,為側(cè)面的中心,為棱的中點(diǎn),為線段上的動(dòng)點(diǎn)(不含端點(diǎn)),為上底面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),則下列結(jié)論正確的是( )
A.三棱錐的體積為定值
B.若平面,則
C.若,則線段的最大值為
D.當(dāng)與的所成角為時(shí),點(diǎn)的軌跡為雙曲線的一部分
13.已知正方體的棱長(zhǎng)為2,棱AB的中點(diǎn)為M,點(diǎn)N在正方體的內(nèi)部及其表面運(yùn)動(dòng),使得平面,則( )
A.三棱錐的體積為定值
B.當(dāng)最大時(shí),MN與BC所成的角為
C.正方體的每個(gè)面與點(diǎn)N的軌跡所在平面所成角都相等
D.若,則點(diǎn)N的軌跡長(zhǎng)度為
14.在長(zhǎng)方體中,,E是棱的中點(diǎn),過點(diǎn)B,E,的平面交棱AD于點(diǎn)F,點(diǎn)P為線段上一動(dòng)點(diǎn),則( )
A.三棱錐的體積為定值
B.存在點(diǎn)P,使得
C.直線PE與平面所成角的正切值的最大值為
D.三棱錐外接球表面積的取值范圍是
15.已知圓錐頂點(diǎn)為S,高為1,底面圓的直徑長(zhǎng)為.若為底面圓周上不同于的任意一點(diǎn),則下列說法中正確的是( )
A.圓錐的側(cè)面積為
B.面積的最大值為
C.圓錐的外接球的表面積為
D.若,為線段上的動(dòng)點(diǎn),則的最小值為
16.已知為圓錐底面圓的直徑,點(diǎn)是圓上異于,的一點(diǎn),為的中點(diǎn),,圓錐的側(cè)面積為,則下列說法正確的是( )
A.圓上存在點(diǎn)使平面
B.圓上存在點(diǎn)使平面
C.圓錐的外接球表面積為
D.棱長(zhǎng)為的正四面體在圓錐內(nèi)可以任意轉(zhuǎn)動(dòng)
二、填空題
17.如圖所示圓錐,為母線的中點(diǎn),點(diǎn)為底面圓心,為底面圓的直徑,且,,的長(zhǎng)度成等比數(shù)列,一個(gè)平面過,,與圓錐面相交的曲線為橢圓,若該橢圓的短軸與圓錐底面平行,則該橢圓的離心率為______.
18.三棱錐中,兩兩垂直,,點(diǎn)M為平面內(nèi)的動(dòng)點(diǎn),且滿足,記直線與直線的所成角的余弦值的取值范圍為_____________.
19.長(zhǎng)方體中,,平面與直線的交點(diǎn)為,現(xiàn)將繞旋轉(zhuǎn)一周,在旋轉(zhuǎn)過程中,動(dòng)直線與底面內(nèi)任一直線所成最小角記為,則的最大值是___________.
20.已知四邊形ABCD為平行四邊形,,,,現(xiàn)將沿直線BD翻折,得到三棱錐,若,則三棱錐的內(nèi)切球與外接球表面積的比值為_________.
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