【文档说明】人教版高中数学必修第二册同步讲解第8章《章末复习课》(含解析).doc,共(8)页,380.000 KB,由MTyang资料小铺上传
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1空间几何体的表面积与体积【例1】如图所示的三棱锥O-ABC为长方体的一角.其中OA,OB,OC两两垂直,三个侧面OAB,OAC,OBC的面积分别为1.5cm2,1cm2,3cm2,求三棱锥O-ABC的体积.[
解]设OA,OB,OC的长依次为xcm,ycm,zcm,2则由已知可得12xy=1.5,12xz=1,12yz=3.解得x=1,y=3,z=2.将三棱锥O-ABC看成以C为顶点,以OAB为底面.易知OC为三棱锥C-OAB的高.于是VO-ABC=VC-
OAB=13S△OAB·OC=13×1.5×2=1(cm3).空间几何体的表面积与体积的求法:(1)多面体的表面积是各个面的面积之和;组合体的表面积注意衔接部分的处理.(2)旋转体的表面积问题注意其侧面展开图的应用.(3)求复杂几何体的
体积常用割补法、等积法求解.1.如图所示,已知三棱柱ABC-A′B′C′,侧面B′BCC′的面积是S,点A′到侧面B′BCC′的距离是a,求三棱柱ABC-A′B′C′的体积.[解]连接A′B,A′C,如图所示,这样就把三棱柱分割成了两个棱锥.
设所求体积为V,显然三棱锥A′-ABC的体积是13V.而四棱锥A′-BCC′B′的体积为13Sa,故有13V+13Sa=V,即V=12Sa.与球有关的切、接问题【例2】(1)正四棱锥的顶点都在同一球面上,若该棱锥的高为6,底面边3长为4,则该球的表面积为()A.
443πB.4849πC.814πD.16π(2)一个球与一个正三棱柱的三个侧面和两个底面都相切,如果这个球的体积是323π,那么这个三棱柱的体积是()A.963B.163C.243D.483(1)B(2)D[(1)如图,设PE为正四棱锥P-ABCD的高,则正四棱锥P-ABC
D的外接球的球心O必在其高PE所在的直线上,延长PE交球面于一点F,连接AE,AF.由球的性质可知△PAF为直角三角形且AE⊥PF,又底面边长为4,所以AE=22,PE=6,所以侧棱长PA=PE2+AE2=62+2
22=44=211.设球的半径为R,则PF=2R.由三角形相似得PA2=PF·PE,即44=2R×6,解得R=113,所以S=4πR2=4π×1132=484π9,故选B.(2)由球的体积公式可求得球的半径R=2.设球
的外切正三棱柱的底面边长为a,高即侧棱长,为h,则h=2R=4.在底面正三角形中,由正三棱柱的内切球特征,有13·32a=R=2,解得a=43.故此三棱柱的体积V=12×32×(43)2×4=483.]与球相关问题的解题策略:(1)作适当
的截面(如轴截面等)时,对于球内接长方体、正方体,则截面一要过球心,二要过长方体或正方体的两条体对角线,才有利于解题.4(2)对于“内切”和“外接”等问题,首先要弄清几何体之间的相互关系,主要是指特殊的点、线、面之间的关系,然后把相关的元素放到这些关系中来解决.2.若与球外切的圆台的上、
下底面半径分别为r,R,则球的表面积为.4πRr[法一:如图,作DE⊥BC于点E.设球的半径为r1,则在Rt△CDE中,DE=2r1,CE=R-r,DC=R+r.由勾股定理得4r21=(R+r)2-(R-r)2,解得r1=Rr,故球的表面积为S球=
4πr21=4πRr.法二:如图,设球心为O,球的半径为r1,连接OA,OB,则在Rt△AOB中,OF是斜边AB上的高.由相似三角形的性质得OF2=BF·AF=Rr,即r21=Rr,故r1=Rr,故球的表面积为S球=4πRr.]空间点、线、面位置关系的判断与证明【例3】如图所示,正方形A
BCD和四边形ACEF所在的平面互相垂直,EF∥AC,AB=2,CE=EF=1.(1)求证:AF∥平面BDE;(2)求证:CF⊥平面BDE.[证明](1)设AC与BD交于点O,连接EO,如图所示,5∵EF∥A
C,且EF=1,AO=12AC=1,∴四边形AOEF为平行四边形,∴AF∥OE.∵OE⊂平面BDE,AF⊄平面BDE,∴AF∥平面BDE.(2)连接FO,如图所示.∵EF∥CO,EF=CO=1,且CE=1,∴四边形CEFO为菱形,∴CF⊥EO.∵四边形ABCD
为正方形,∴BD⊥AC.又平面ACEF⊥平面ABCD,且平面ACEF∩平面ABCD=AC,∴BD⊥平面ACEF,∴CF⊥BD.又BD∩EO=O,∴CF⊥平面BDE.空间平行、垂直关系的转化:(1)平行、垂直关系的相互转化(2)证明空间线面平行或垂直需注意三点①由已知想性质,由求证
想判定.②适当添加辅助线(或面)是解题的常用方法之一.③用定理时要先明确条件,再由定理得出相应结论.3.如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,A1B1=A1C1,D,E分别是棱BC,6CC1上的点(点D不同于点C),且AD⊥DE,F为B1C1
的中点.求证:(1)平面ADE⊥平面BCC1B1;(2)直线A1F∥平面ADE.[证明](1)因为ABC-A1B1C1是直三棱柱,所以CC1⊥平面ABC.又AD⊂平面ABC,所以CC1⊥AD.又因为AD⊥DE,CC1,DE⊂平面BCC1B1,CC1∩DE=E,所以AD⊥平
面BCC1B1.又AD⊂平面ADE,所以平面ADE⊥平面BCC1B1.(2)因为A1B1=A1C1,F为B1C1的中点,所以A1F⊥B1C1.因为CC1⊥平面A1B1C1,且A1F⊂平面A1B1C1,所以CC1⊥A1F.又因为CC
1,B1C1⊂平面BCC1B1,CC1∩B1C1=C1,所以A1F⊥平面BCC1B1.由(1)知AD⊥平面BCC1B1,所以A1F∥AD.又AD⊂平面ADE,A1F⊄平面ADE,所以A1F∥平面ADE.空间
角的计算问题【例4】如图,正方体的棱长为1,B′C∩BC′=O,求:7(1)AO与A′C′所成角的度数;(2)AO与平面ABCD所成角的正切值;(3)平面AOB与平面AOC所成角的度数.[解](1)∵A′C′
∥AC,∴AO与A′C′所成的角就是∠OAC.∵AB⊥平面BC′,OC⊂平面BC′,∴OC⊥AB,又OC⊥BO,AB∩BO=B.∴OC⊥平面ABO.又OA⊂平面ABO,∴OC⊥OA.在Rt△AOC中,OC=22,AC
=2,sin∠OAC=OCAC=12,∴∠OAC=30°,即AO与A′C′所成角的度数为30°.(2)如图,作OE⊥BC于E,连接AE.∵平面BC′⊥平面ABCD,∴OE⊥平面ABCD,∴∠OAE为OA与平面ABCD所成的角.在Rt△OAE中,OE=12,
AE=12+122=52,∴tan∠OAE=OEAE=55.(3)∵OC⊥OA,OC⊥OB,OA∩OB=O,∴OC⊥平面AOB.又∵OC⊂平面AOC,∴平面AOB⊥平面AOC.即平面AOB与平面AOC所成角的度数为90°.
8空间角的求法:求空间各种角的大小一般都转化为平面角来计算,空间角的计算步骤:一作,二证,三计算.(1)求异面直线所成的角常用平移转化法(转化为相交直线的夹角).(2)求直线与平面所成的角常用射影转化法(即作垂线、找射影).(3)二面角的平面角
的作法常有三种:①定义法;②垂线法;③垂面法.4.如图,在三棱锥P-ABC中,PA⊥平面ABC,∠BAC=90°,AB≠AC,D、E分别是BC、AB的中点,AC>AD,设PC与DE所成的角为α,PD与平面ABC所成的角为β,二面角P-BC-A的平面角为γ,则α、β、γ的
大小关系是.α<β<γ[∵D、E分别是BC、AB的中点,∴DE∥AC,∴PC与DE所成的角为∠PCA,即α;∵PA⊥平面ABC,∴PD与平面ABC所成的角为∠PDA,即β;过A作AH⊥BC,垂足为H,连接PH,易证BC⊥平面
PAH,∴∠PHA是二面角P-BC-A的平面角,即γ.∵AB≠AC,∴AD>AH,又AC>AD,∴AC>AD>AH,∴PAAC<PAAD<PAAH,∴tanα<tanβ<tanγ,∴α<β<γ.]