高中数学必修2课件全册(人教A版)44871

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2022年9月28日高中数学必修二课件全册（人教A版） 空间几何体空间几何体的结构柱、锥、台、球的结构特征简单几何体的结构特征三视图柱、锥、台、球的三视图简单几何体的三视图直观图斜二测画法平面图形空间几何体中心投影柱、锥、台、球的表面积与体积平行投影画图识图 柱锥台球圆锥圆台多面体旋转体圆柱棱柱棱锥棱台概念结构特征侧面积体积球概念性质侧面积体积由上述几何体组合在一起形成的几何体称为简单组合体 柱、锥、台、球的结构特征DABCEFF’A’E’D’B’C’棱柱结构特征有两个面互相平行，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面围成的多面体。侧棱侧面底面顶点 注意：有两个面互相平行，其余各面都是平行四边形的几何体一定是棱柱吗？答：不一定是．如图所示，不是棱柱． 棱柱的性质1.侧棱都相等，侧面都是平行四边形；2.两个底面与平行于底面的截面都是全等的多边形；3.平行于侧棱的截面都是平行四边形； 1、按侧棱是否和底面垂直分类：棱柱斜棱柱直棱柱正棱柱其它直棱柱2、按底面多边形边数分类：棱柱的分类三棱柱、四棱柱、五棱柱、······ 棱柱的分类按边数分按侧棱是否与底面垂直分斜棱柱直棱柱正棱柱三棱柱四棱柱五棱柱 四棱柱平行六面体长方体直平行六面体正四棱柱正方体底面变为平行四边形侧棱与底面垂直底面是矩形底面为正方形侧棱与底面边长相等几种六面体的关系： 柱、锥、台、球的结构特征棱锥SABCD顶点侧面侧棱底面结构特征有一个面是多边形，其余各面都是有一个公共顶点的三角形。 按底面多边形的边数，可以分为三棱锥、四棱锥、五棱锥、……ABCDS棱锥的分类正棱锥：底面是正多边形，并且顶点在底面内的射影是底面中心的棱锥。 【知识梳理】棱锥1、定义：有一个面是多边形，其余各面是有一个公共顶点的三角形，由这些面所围成的几何体叫棱锥。如果一个棱锥的底面是正多边形，并且顶点在底面的射影是底面中心，这样的棱锥叫做正棱锥。2、性质Ⅰ、正棱锥的性质(1)各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰三角形。(2)棱锥的高、斜高和斜高在底面上的射影组成一个直角三角形；棱锥的高、侧棱和侧棱在底面上的射影也组成一个直角三角形。 正棱锥性质2棱锥的高、斜高和斜高在底面的射影组成一个直角三角形。棱锥的高、侧棱和侧棱在底面的射影组成一个直角三角形Rt⊿SOHRt⊿SOBRt⊿SHBRt⊿BHO棱台由棱锥截得而成，所以在棱台中也有类似的直角梯形。 柱、锥、台、球的结构特征棱台结构特征ABCDA’B’C’D’用一个平行于棱锥底面的平面去截棱锥,底面与截面之间的部分是棱台. B’柱、锥、台、球的结构特征圆柱AA’OBO’轴底面侧面母线结构特征以矩形的一边所在直线为旋转轴,其余三边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆柱。B’ 柱、锥、台、球的结构特征圆锥S顶点ABO底面轴侧面母线结构特征以直角三角形的一条直角边所在直线为旋转轴,其余两边旋转形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥。 柱、锥、台、球的结构特征圆台结构特征OO’用一个平行于圆锥底面的平面去截圆锥,底面与截面之间的部分是圆台. 柱、锥、台、球的结构特征球结构特征O半径球心以半圆的直径所在直线为旋转轴,半圆面旋转一周形成的旋转体. 空间几何体的表面积和体积圆柱的侧面积：圆锥的侧面积：圆台的侧面积：球的表面积：柱体的体积：锥体的体积：台体的体积：球的体积：面积体积 练习C1.设棱锥的底面面积为8cm2，那么这个棱锥的中截面(过棱锥的中点且平行于底面的截面)的面积是()(A)4cm2(B)cm2(C)2cm2(D)cm2 2.若一个锥体被平行于底面的平面所截，若截面面积是底面面积的四分之一，则锥体被截面截得的一个小锥与原棱锥体积之比为()(A)1:4(B)1:3(C)1:8(D)1:7C 练4：一个正三棱锥的底面边长是6，高是，那么这个正三棱锥的体积是（）（A）9（B）（C）7（D）练5：一个正三棱台的上、下底面边长分别为3cm和6cm，高是1.5cm，求三棱台的侧面积。A 6.如图，等边圆柱（轴截面为正方形ABCD）一只蚂蚁在A处，想吃C1处的蜜糖，怎么走才最快，并求最短路线的长？ABCDADCB 二、空间几何体的三视图和直观图中心投影平行投影斜二测画法俯视图侧视图正视图三视图直观图投影知识框架 ABCabcABCabcHH平行投影法平行投影法投影线相互平行的投影法.（1）斜投影法投影线倾斜于投影面的平行投影法称为斜投影法.（2）正投影法投影线垂直于投影面的平行投影法称为正投影法.斜投影法正投影法 正投影三视图的形成原理 有关概念物体向投影面投影所得到的图形称为视图。如果物体向三个互相垂直的投影面分别投影，所得到的三个图形摊平在一个平面上，则就是三视图。 三视图的形成正视图俯视图侧视图 俯视图侧视图正视图展开图长对正,高平齐,宽相等.长长高高宽宽 三视图的作图步骤正视图方向1.确定视图方向侧视图方向俯视图方向2.先画出能反映物体真实形状的一个视图4.运用长对正、高平齐、宽相等的原则画出其它视图5.检查,加深,加粗。 (1)一般几何体，投影各顶点,连接。(2)常见几何体,熟悉。总结画三视图：两个三角形，一般为锥体两个矩形，一般为柱体两个梯形，一般为台体两个圆，一般为球三视图中， 斜二测画法步骤是：（1）在已知图形中取互相垂直的x轴和y轴，两轴相交于点O。画直观图时，把它们画成对应的x’轴和y’轴，两轴交于点O’，且使∠x’O’y’=45°（或135°），它们确定的平面表示水平面。（2）已知图形中平行于x轴或y轴的线段，在直观图中分别画成平行于x’轴或y’轴的线段。（3）已知图形中平行于x轴的线段，在直观图中保持原长度不变，平行于y轴的线段，长度为原来的一半。 练1：圆柱的正视图、侧视图都是，俯视图是；圆锥的正视图、侧视图都是，俯视图是；圆台的正视图、侧视图都是，俯视图是。练2：利用斜二测画法可以得到：①三角形的直观图是三角形；②平行四边形的直观图是平行四边形；③正方形的直观图是正方形；④菱形的直观图是菱形。以上结论正确的是（）（A）①②（B）①（C）③④（D）①②③④矩形圆三角形圆及圆心梯形圆环A练3：根据三视图可以描述物体的形状，其中根据左视图可以判断物体的；根据俯视图可以判断物体的；根据正视图可以判断物体的。宽度和高度长度和宽度长度和高度“正、侧一样高，正、俯一样长，俯、侧一样宽”. 练4：某生画出了图中实物的正视图与俯视图，则下列判断正确的是（）A.正视图正确，俯视图正确B.正视图正确，俯视图错误C.正视图错误，俯视图正确D.正视图错误，俯视图错误俯视正视图俯视图左视正视练5：下图中三视图所表示物体的形状为（）主视图左视图俯视图一个倒放着的圆锥B 6.一平面图形的直观图如图所示，它原来的面积是（）22o’ABx’y’A.4B.C.D.8A 7.如图所示，△ABC的直观图△A’B’C’,这里△A’B’C’是边长为2的正三角形，作出△ABC的平面图，并求△ABC的面积.O’A’B’x’y’C’ 正三棱柱的侧棱为2，底面是边长为2的正三角形，则侧视图的面积为（）B.C.D.A.B侧视图练习8： 将正三棱柱截去三个角（如图1所示分别是三边的中点）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（）EBA．BEB．BEC．BED．AEFDIAHGBC侧视图1图2EFDCABPQ9： (1)如图是一个空间几何体的三视图，如果直角三角形的直角边长均为1，那么几何体的体积为()A．1B．C．D．C正视图侧视图俯视图111练习10： 2020主视图20侧视图101020俯视图11.已知某个几何体的三视图如图2，根据图中标出的尺寸（单位：cm），可得这个几何体的体积是________. 第二章点、直线、平面之间的位置关系四个公理直线与直线位置关系三类关系直线与平面位置关系平面与平面位置关系线线角三种角线面角二面角线面平行的判定定理与性质定理线面垂直的判定定理与性质定理八个定理面面平行的判定定理与性质定理面面垂直的判定定理与性质定理 四个公理公理1：如果一条直线上有两点在一个平面内，那么直线在平面内.（常用于证明直线在平面内）公理2：不共线的三点确定一个平面.（用于确定平面）.推论1：直线与直线外的一点确定一个平面.推论2：两条相交直线确定一个平面.推论3：两条平行直线确定一个平面.公理3：如果两个平面有一个公共点，那么它们还有公共点，这些公共点的集合是一条直线（两个平面的交线）.平行公理：平行于同一条直线的两条直线互相平行. 三类关系1.线线关系： 三类关系2.线面关系直线与平面所成的角（简称线面角）：若直线与平面斜交，则平面的斜线与该斜线在平面内射影的夹角。3.面面关系 八个定理 八个定理 八个定理 八个定理 八个定理 八个定理 八个定理 立体几何解题中的转化策略大策略：空间平面位置关系的相互转化小策略：③平行关系垂直关系①平行转化：线线平行线面平行面面平行②垂直转化：线线垂直线面垂直面面垂直 例1：在棱长为1的正方体ABCD—A1B1C1D1中，(1)求异面直线A1B与B1C所成的角的大小;(2)求直线A1B与平面BB1D1D所成的角;(4)求证:平面A1BD//平面CB1D1;(7)求点A1到平面CB1D1的距离.(3)求二面角A—BD—A1的正切值;经典例题ABCDA1B1C1D1 立体几何解题中的转化策略例2： 立体几何解题中的转化策略平面中的数量关系隐藏着三角形特征！练习1： 立体几何解题中的转化策略转化需要辅助线的添加！练习1：策略：线面平行转化成线线平行（空间转化平面） 立体几何解题中的转化策略一个多面体的直观图及三视图如图所示：例3（综合题型）：（其中分别是、的中点）正视图侧视图俯视图 立体几何解题中的转化策略一个多面体的直观图及三视图如图所示：例3（综合题型）：（其中分别是、的中点）直三棱柱（1）求该多面体的表面积与体积；策略：空间几何体的相互转化可考虑将该多面体补图成正方体解： 立体几何解题中的转化策略一个多面体的直观图及三视图如图所示：例3（综合题型）：（其中分别是、的中点）直三棱柱（2）求证：平面；策略：利用中位线将线面平行转化成线线平行解： 立体几何解题中的转化策略一个多面体的直观图及三视图如图所示：例3（综合题型）：（其中分别是、的中点）直三棱柱（3）求二面角的正切值；策略：将二面角转化成平面角,先找后求解： 立体几何解题中的转化策略一个多面体的直观图及三视图如图所示：例3（综合题型）：（其中分别是、的中点）直三棱柱（4）求多面体的体积；策略：将点面距离转化成点线距离解： 必修二复习（解析几何） 解析几何知识网络图直线和圆直线的斜率与倾斜角直线方程的五种形式点到直线的距离公式两条直线的位置关系圆的标准及一般方程直线与圆的位置关系圆与圆的位置关系空间两点的距离公式了解空间直角坐标系 直线与直线方程直线的倾斜角和斜率直线的方程两直线的位置关系一、直线与直线方程 1、直线的倾斜角倾斜角的取值范围是2、直线的斜率意义：斜率表示倾斜角不等于900的直线对于x轴的倾斜程度。直线的斜率计算公式： 形式条件方程应用范围点斜式过点(x0,y0),斜率为k斜截式在y轴上的截距为b,斜率为k两点式过P1（x1,y1),P2（x2,y2)截距式在y轴上的截距为b,在x轴上的截距为a一般式任何直线 两直线平行的判定:方法：2)若1)若 两直线相交的判定:方法：1)若相交2)若相交 两直线垂直的判定:方法：2)若1)若 （1）点到直线距离：4.点到直线的距离，平行线的距离（2）直线到直线的距离： 对称问题1)中心对称(点关于点的对称点,直线关于点的对称直线)解决方法中点坐标公式3)轴对称(点关于直线的对称点,直线关于直线的对称直线)解决方法(1)垂直(2)中点在对称轴上 题型一求直线的方程例1、求适合下列条件的直线方程：（1）经过点P（3，2），且在两坐标轴上的截距相等；（2）经过点A（-1，-3），且倾斜角等于直线y=3x的倾斜角的2倍.选择适当的直线方程形式，把所需要的条件求出即可.解（1）方法一设直线l在x,y轴上的截距均为a,若a=0，即l过点（0，0）和（3，2），∴l的方程为y=x，即2x-3y=0.思维启迪 若a≠0，则设l的方程为∵l过点（3，2），∴∴a=5，∴l的方程为x+y-5=0,综上可知，直线l的方程为2x-3y=0或x+y-5=0.方法二由题意知，所求直线的斜率k存在且k≠0,设直线方程为y-2=k(x-3),令y=0，得x=3-,令x=0,得y=2-3k,由已知3-=2-3k，解得k=-1或k=,∴直线l的方程为y-2=-（x-3）或y-2=(x-3),即x+y-5=0或2x-3y=0. （2）由已知：设直线y=3x的倾斜角为，则所求直线的倾斜角为2.∵tan=3,∴tan2=又直线经过点A（-1，-3），因此所求直线方程为y+3=-(x+1),即3x+4y+15=0. 题型二直线的斜率【例2】已知直线l过点P（-1，2），且与以A（-2，-3），B（3，0）为端点的线段相交，求直线l的斜率的取值范围.分别求出PA、PB的斜率，直线l处于直线PA、PB之间，根据斜率的几何意义利用数形结合即可求.解方法一如图所示，直线PA的斜率直线PB的斜率思维启迪 当直线l绕着点P由PA旋转到与y轴平行的位置PC时，它的斜率变化范围是［5，+∞）；当直线l绕着点P由PC旋转到PB的位置时，它的斜率的变化范围是∴直线l的斜率的取值范围是方法二设直线l的斜率为k，则直线l的方程为y-2=k（x+1），即kx-y+k+2=0.∵A、B两点在直线的两侧或其中一点在直线l上，∴（-2k+3+k+2）（3k-0+k+2）≤0， 即（k-5）（4k+2）≥0，∴k≥5或k≤-.即直线l的斜率k的取值范围是∪［5，+∞）.方法一运用了数形结合思想.当直线的倾斜角由锐角变到直角及由直角变到钝角时，需根据正切函数y=tan的单调性求k的范围，数形结合是解析几何中的重要方法.解题时，借助图形及图形性质直观判断，明确解题思路，达到快捷解题的目的.方法二则巧妙利用了不等式所表示的平面区域的性质使问题得以解决.探究提高 题型三两直线的位置关系例3：已知直线方程为(2＋λ)x＋(1－2λ)y＋9－3λ＝0.(1)求证不论λ取何实数值，此直线必过定点；(2)过这定点引一直线，使它夹在两坐标轴间的线段被这点平分，求这条直线方程.即点(－3，－3)适合方程2x＋y＋9＋λ(x－2y－3)＝0，也就是适合方程(2＋λ)x＋(1－2λ)y＋9－3λ＝0.解：把直线方程整理为2x＋y＋9＋λ(x－2y－3)＝0. 所以，不论λ取何实数值，直线(2＋λ)x＋(1－2λ)y＋9－3λ＝0必过定点(－3，－3)．(2)设经过点(－3，－3)的直线与两坐标轴分别交于A(a,0)，B(0，b)．解得a＝－6，b＝－6.即x＋y＋6＝0. 练1、过的直线与线段相交，若，求的斜率的取值范围。2、证明：三点共线。3、设直线的斜率为，且，求直线的倾斜角的取值范围。4、已知直线的倾斜角的正弦值为，且它与两坐标轴围成的三角形面积为，求直线的方程。答案：1、；2、方法：①②③；3、；4、、、、。 练5、为何值时，直线与平行？垂直？练6、求过点且与原点的距离为的直线方程。答案：1、判断是否为，时垂直；2、； 9、（1）求A（-2，3）关于直线对称点B的坐标；（2）光线自A（-3，3）射出，经x轴反射以后经过点B（2，5），求入射光线和反射光线的直线方程；（3）已知M（-3，5），N（2，15），在直线上找一点P，使|PM|+|PN|最小，并求出最小值 DA．ab＞0，bc＞0C．ab＜0，bc＞0B．ab＞0，bc＜0D．ab＜0，bc＜010、若直线ax＋by＋c＝0在第一、二、三象限，则() 圆的方程直线与圆、圆与圆的位置关系圆与圆方程求曲线方程圆的标准方程圆的一般方程圆的参数方程二、圆的方程 （1）曲线上的点的坐标都是这个方程的解；（2）以这个方程的解为坐标的点都是曲线上的点，1.曲线与方程（1）建立适当的坐标系，用(x，y)表示曲线上任意一点M的坐标；（2）用坐标x,y表示关系式，即列出方程f(x,y)=0;（3）化简方程f(x,y)=0;（4）验证x、y的取值范围。2.求曲线方程 圆的标准方程圆的一般方程圆的参数方程 1.(全国)圆心为(1,2)且与直线5x-12y-7=0相切的圆的方程为2.圆心在直线2x-y-7=0上的圆C与y轴交于两点A(0,-4),B(0,-2),求圆C的方程.3.△ABC的三个顶点的坐标分别是A(5,1),B(7,-3),C(2,-8),求它的外接圆的方程. 位置关系直线与圆的位置关系:或或或相离相切相交判断方法 d>R+rd=R+rd=|R-r||R-r|R+rd=R+rR-r