2009年高考二輪專題強化訓(xùn)練立體幾何
題型一、平行與垂直的證明
例1.如圖,在四棱錐P―ABCD中,底面ABCD是正方形,側(cè)棱PD⊥底面ABCD,PD=DC,E是PC的中點,作EF⊥PB交PB于點F.
(1)證明PA//平面EDB;(2)證明PB⊥平面EFD
例2.四棱錐中,底面ABCD為平行四邊形,側(cè)面底面ABCD,已知,,,.
(Ⅰ)證明:;
(Ⅱ)求直線SD與平面SBC所成角的大小.
變式:
已知四棱錐P-ABCD的底面為直角梯形,AB∥DC,底面ABCD,且PA=AD=DC=AB=1,M是PB的中點.
(Ⅰ)證明:面PAD⊥面PCD;
(Ⅱ)求AC與PB所成的角;
(Ⅲ)求面AMC與面BMC所成二面角的大小.
題型二、空間角與距離
例3.如圖,在四棱錐中,底面四邊長為1的 菱形,, , ,為的中點。
(Ⅰ)求異面直線AB與MD所成角的大小;
(Ⅱ)求點B到平面OCD的距離。
例4. 如圖,四面體ABCD中,O、E分別BD、BC的中點,CA=CB=CD=BD=2
(Ⅰ)求證:AO⊥平面BCD;
(Ⅱ)求異面直線AB與CD所成角的大;
(Ⅲ)求點E到平面的距離.
變式:
如圖,正三棱錐的三條側(cè)棱、、兩兩垂直,且長度均為2.、分別是、的中點,是的中點,過的平面與側(cè)棱、、或其延長線分別相交于、、,已知.
(1)求證:⊥面;
(2)求二面角的大。
題型三、探索性問題
例5.在四棱錐P-ABCD中,底面ABCD是矩形,側(cè)棱PA垂直于底面,E、F分別是AB、PC的中點.
(1)求證:平面PAD;
(2)當(dāng)平面PCD與平面ABCD成多大二面角時, 直線平面PCD?
變式:
如圖,在三棱錐A-BCD中,側(cè)面ABD、ACD是全等的直角三角形,AD是公共的斜邊,且AD=,BD=CD=1,另一個側(cè)面是正三角形
(1)求證:AD^BC
(2)求二面角B-AC-D的大小
(3)在直線AC上是否存在一點E,使ED與面BCD成30°角?若存在,確定E的位置;若不存在,說明理由.
題型四、折疊、展開問題
例6.已知正方形 、分別是、的中點,將沿折起,如圖所示,記二面角的大小為
(1) 證明平面;
(2)若為正三角形,試判斷點在平面內(nèi)的射影是否在直線上,證明你的結(jié)論,并求角的余弦值。
變式:
如圖,在直角梯形P1DCB中,P1D∥CB,CD⊥P1D,P1D=6,BC=3,DC=,A是P1D的中點,E是線段AB的中點,沿AB把平面P1AB折起到平面PAB的位置,使二面角P-CD-B成45°角.
(Ⅰ)求證:PA⊥平面ABCD;(Ⅱ)求平面PEC和平面PAD所成的銳二面角的大。
題型五、多面體的組合問題
例7.是正四棱錐,是正方體,其中.
(Ⅰ)求證:;
(Ⅱ)求平面與平面所成的銳二面角的大小;
(Ⅲ)求到平面的距離.
變式:
如圖4,已知兩個正四棱錐P-ABCD與Q-ABCD的高分別為1和2,AB=4.
(Ⅰ)證明PQ⊥平面ABCD;
(Ⅱ)求異面直線AQ與PB所成的角;
(Ⅲ)求點P到平面QAD的距離.
題型六、表面積與體積問題
例8.如圖,在四棱錐中,平面平面,,是等邊三角形,已知,.
(Ⅰ)設(shè)是上的一點,證明:平面平面;
(Ⅱ)求四棱錐的體積.
變式:
正方體,,E為棱的中點.
(Ⅰ) 求證:;
(Ⅱ) 求證:平面;
(Ⅲ)求三棱錐的體積.
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