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时间:2018-12-18
《高三数学 棱柱、棱维、球教案同步教案 新人教a版》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第九章直线、平面、简单几何体(三)本讲主要内容棱柱、棱维、球学习指导1.通过这一讲内容的复习,加深对棱柱、棱维、球的几何概念、性质,直观图的画法等的理解记忆,掌握有关的体积,表面积计算公式,巩固第一部分所学的直线与直线,直线与平面,平面与平面的位置关系,从而进一步培养我们的空间想象能力。2.棱柱与棱锥的性质(1)棱柱:棱柱的侧棱都相等,侧面都是平行四边形;两个底面与平行于底面的截面是全等的多边形;过不相邻的两条侧棱的截面是平行四边形。(2)棱锥:如果棱锥被平行于底面的平面所截,那么截面和底面是相似的多边形,并且它们的面积比等于截得的棱锥的高与已知棱锥的高的平方比。例题选讲例1.斜三棱
2、柱~中,各棱长都是a,(1)求证:侧面是矩形:(2)求点B到侧面的距离证明:(1)设在底,而ABC上的射影为O,连结AO,由已知,所以O是三角形ABC的外心。又AB=BC=CA所以O是三角形ABC的垂心所以所以,因为所以,所以四边形是矩形。解(2)因为所以B左侧面上的射影H即为三角形的中心,连结,在Rt中,即点B到侧面的距离为。注:(1)将柱体化为正四面体解决,比证明线面垂直要简洁;(2)在三棱锥P—ABC中,顶点P在底面ABC上的射影为O(O在三角形ABC的内部)①若PA=PB=PC,或者PA、PB、PC与底面成等角,则O是ABC的外心;②若三侧面与底面成等角,或P到底面三边等距离
3、,则O是ABC的内心;③若PA、PB、PC两两互相垂直,或有两组对棱互相垂直,则O是ABC的垂心。例2.在三棱锥P—ABC中,已知AB=1,AC=2,的平分线AD=1,且棱锥的三个侧面与底面都成角。求:(1)三棱锥的侧面积(2)三棱锥的高解:(1)设则又所以,即而,所以,所以所以过P作平面ABC,连结AO、BO,过O作于E,连结PE,由三垂线定理可知;PE,所以为侧面PAB与底面ABC所成的角即,又,,而同理可得:,由①+②+③得:(2)由得在中,由余弦定理得:三棱锥的各侧面与底面所成二面角相等。点应是的内心应是内切圆的半径高注:如果棱锥的各个侧面与底面成等角,容易证明:。例3.如图
4、所示,矩形ABCD所在平面,,M、N分别是AB、PC的中点。(1)求证:平面平面PCD;(2)若二面角N—MD—C为,求AB的长。证明:(1)平面ABCD是矩形平面PAD取CD的中点E,连结NE、ME是的中位线又是矩形对边中点的连线平面平面PAD平面MNE于是连结PM、MC,易知又故平面PCD解(2)连AC交ME于O,则O是AC的中点平面ABCD过O作于F,连NF,则是二面角N—DM—C的平面角,易知所以,设DE=X,则所以例4,如图,在正四棱柱ABCD~中,底面边长为,侧棱长为,E,F分别是的中点,求证:平面平面证明:因为四棱柱ABCD~,是正四棱柱,而AB=,,所以,设AC交BD
5、于O,则O是AC的中点,所以设E、F分别是AB的中点,所以EF//AC,于是,设垂足为,在对角面中,因为,OB=1,,所以,因为,,所以,因为所以,即,这样已证得,而EF与是平面内的两相交直线,于是平面,因为平面所以平面平面注:在处理比较复杂的立几问题的,由于空间图形很难真实反映元素间的位置关系,因此,若把在同一平面内的一部分图形画在辅助的平面图形上,往往可以很容易地用平面几何方法来处理。例5.在正三棱锥P—ABC中,三条侧棱两两互相垂直,G是PBA的重心,E,F分别是BC,PB上的点,且求证:(1)平面GEF平面PBC;(2)GE是PG•BC的公垂线。证明:(1)因为,所以PA平面
6、PBC,连结BG并延长交PA于M,因为G是三角形PBA的重心,所以,又因为,所以,所以GF//PA,所以GF平面PBC,所以平面GFE平面PBC,(2)取EC的中点D,连结FD,因为,所以FD//PC,由PC=PB得FD=FB,E是BD的中点,所以因为平面PBC,所以EF是GE在平面PBC内的射影,于是GE,取FB的中点N,连GN,因为G是三角形PAB的重心,设,于是,所以GN//QB,所以QB,于是NGPQ,NE//PC,PC平面PAB,所以NE平面PAB,因为NG是GE在平面PAB内的射影,所以GEPQ,因此,GE是PG和BC的公垂线。例6.过正方形ABCD的顶点A作PA平面AB
7、CD,设PA=AB=a。(1)求二面角B—PC—O的大小;(2)求平面PAB和平面PCD所成二面角的大小。解:(1)连结AC,BD,因为PA平面ABCD,BDAC,所以由三垂线定理知:BDPC,在平面PBC内,作BEPC,E为垂足,连结DE,得PC平面BED,从而DEPC,即角BED是三面角B—PC—D的平面角,在RtPAB中,由PA=PB=O得,PB,因为PA平面ABCD,BCAB,所以由三垂线定理得:BCPB,所以,在RtPBC中,,同理可得,在三角形
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