2012届高三数学一轮复习 4.1 立体几何学案

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1、用心 爱心 专心 - 1 -专题四：立体几何【备考策略】根据近几年高考命题特点和规律，复习本专题时要注意以下几方面：1全面掌握空间几何体的概念及性质，特别是常见几何体如正方体、长方体、棱柱、棱锥、球的概念和性质，这是进行计算和证明的基础。2多面体画图、分析图，用自己的语言描述图，提高借助图形分析问题的能力，培养空间观念。3注重三视图与直观图的相互转化及等积转化的思想。4特别关注空间三种角落计算问题以及涉及到探究点的位置的问题。第一讲 空间几何体【最新考纲透析】1认识柱、锥、台、球及其简单组合体的结构特征，并能运用这些特征描述现实生活中简单物体的结构。2能画出简单空间图形（长方体、球、圆柱、圆锥

2、、棱柱等的简易组合）的三视图，能识别上述三视图所表示的立体模型，会用斜二测法画出它们的直观图。3会用平行投影与中心投影两种方法画出简单空间图形的三视图与直观图，了解空间图形的不同表示形式。4会画某些建筑物的三视图与直观图（在不影响图形特征的基础上，尺寸、线条等不作严格要求） 。5了解球、棱柱、棱锥的表面积和体积的计算公式（不要求记忆公式） 。【核心要点突破】要点考向 1：空间几何体的三视图考情聚焦：1三视图是新课标教材的新增内容，是高考中新的增加点及亮点。2 常与表面积、体积计算综合出现，多以选择题或解答题的形式呈现，属较容易的题。考向链接：1解答此类问题，首先由三视图想象出原几何体的形状，并

3、由相关数据得出几何体中的量。2 掌握三视图是正确解决这类问题的关键，同时也体现了知识间的内在联系，是高考的新动向。例 1：（2010陕西高考理科 7）若某空间几何体的三视图如图所示，则该几何体的体积是（ ）(A) 3 (B) 23 (C) 1 (D) 2 用心 爱心 专心 - 2 -【命题立意】本题考查三视图的概念及空间想象能力，属中等题。【思路点拨】三视图 几何体是直三棱柱 该几何体 的体积【规范解答】选 C 由该几何体的三视图可知，该几何体是直三棱柱，且棱柱的底面是两直角边长分别为 2和 1 的直角三角形，棱柱的高为 2，所以该几何体的体积().V要点考向 2：几何体的表面积与体积考情聚焦

4、：1几何体的表面积与体积一直是高考的热点内容，应引起重视。2 多以选择题、填空题的形式考查，有时也以解答题的形式考查，属较容 易题。考向链接：1求几何体的表面积及体积问题，可以多角度、多方位地考虑，熟记公式是关键所在。求三棱锥的体积，等积转化法是常用的方法，转换原则是其高易求，底面放在已知几何体的某一面上。2 求不规则几何体的体积，常用分割或补形的思想，将不规则几何体转化为规则几何体以易于求 解。例 2：（2010上海高考文科 20）如图所示，为了制作一个圆柱形灯笼，先 要制作4 个全等的矩形骨架，总计耗用 9.6 米铁丝，再用 S平方米塑料片制成圆柱的侧面和下底面（不安装上底面）.(1)当圆

5、柱底面半径 r取何值时， S取得最大值？并求出该最大值（结果精确到 0.01 平方米）;(2)若要制作一个如图放置的，底面半径为 0.3 米的灯笼，请作出用于灯笼的三视图（作图时，不需考虑骨架等因素）.【命题立意】本题是个应用题，主要考查学生分析问题、解决问题的能力，涉及函数求最值、几何体的三视图等相关知识.【思路点拨】 （1）建立 S关于 r的函数，根据函数的性质求最值；（2）确定几何体的有关数据后，按三视图的要求画图【规范解答】 （1）设圆柱形灯笼的高为 h，则 4(2)9.6rh，所以 1.2hr所以 22.Srr侧底 3r(06)用心 爱心 专心 - 3 -所以，当 4.0)3(2.r

6、时 S 有最大值最大值为 51.4.2（平方米）（2）由（1） 0r时， 6h其正视图与侧视图均为边长是 0.6 的正方形，俯视图是半径为 0.6 的圆如图：要点考向 3：球鞋与空间几何体的接、切问题考情聚焦：1有关球的知识的考查也是高考中常出现的问题，特别是球与多面体、旋转体等组合的接、切问题。2 多以客观题的形式呈现，属中档题目。例 3：一个六棱柱的底面是正六边形，其侧棱垂直于底面，已知该六棱柱的顶点都在同一个球鞋面上，且该六棱柱的高为 3，底面周长为 3，那么这个球的体积为 思路分析：确定球与正六棱柱的关系求球的半径求得体积。解析：由已知正六棱柱的底面边长为 12，而外接球的直径恰好为最

7、长的体对角线长。设球的半径为 R，则 2 34()1(3)4,RVR球答案： 43注：（1）涉及球与棱柱、棱锥的切、接问题时，一般过球心及多面体中的特殊点或线作截面，把空间问题化归为平面问题，再利用平面几何知识寻找几何体中元素间的关系。（2 ）若球面上四点 P、A、B、C 构成的线段 PA、PB、PC 两两垂直，且则 ，把有关元素“补形”成为一个球内接长方体（或其他图形） ，从而显示出球的数量特征，这种方法是一种常用的好方法。【高考真题探究】1 （ 2010辽宁高考文科 11）已知 SABC 是球 O 表面上的点， SA平面ABC,AB BC， SA=AB=1 BC= 2,则球 O 的表面积等

8、于（ ）（A）4 (B）3 (C)2(D) 用心 爱心 专心 - 4 -【命题立意】本题考查了空间是两点间距离公式和球的表面积公式。 ，【思路点拨】【规范解答】选 A。 S平面 ABC，AB，AC 平面 ABC， SAB， AC，故可以 A 为原点，AC 所在的直线为 y轴，AS 所在的直线为 z轴建立如图所示的空间直角坐标系 A-xyz，则 (0,),63(,0)B, (,)C, (0,1),设球心 O坐标为 0(,)xyz，则点 O 到各顶点 SABC 的距离相等，都等于球的半径 R。222200022200063()()()3()()(1)RxyzR，解得 2003,xyzR，球的表面积

9、为 2414。故选 A。【方法技巧】1、选用球心到各顶点的距离都相等来确定球心，才能求出半径，2、也可用另外的方法找到球心，因为ABC 是直角，所以 AC 是过 A、B、C 三点的小圆的直径，所以球心在过 AC 和平面 ABC 垂直的平面上，可知球心在平面 SAC 中，又因为球心到点 SAC 的距离都相等，且SAC 是直角三角形，所以球心就是斜边 SC 的中点，球的半径为 SC 的一半，3、再一种方法是将三棱锥 S-ABC 补成一个长方体。2 （ 2010辽宁高考理科 12）有四根长都为 2 的直铁条，若再选两根长都为 a 的直铁条，使这六根铁条端点处相连能够焊接成一个三棱锥形的铁架，则 a

10、的取值 范围是（ ）(A)（0, 62） (B)（1, ） (C) ( 62, ） (D) （0,2）【命题立意】以三棱锥为背景考查三角形中的三边关系考查空 间想象能力和运算能力。【思路点拨】分两种情况，一种是边长为 a 的棱在一个三角形中，另一种情况时长度为 a 的建立空间坐标系球心坐标 球的半径 球的表面积用心 爱心 专心 - 5 -棱不在一个三角形中，分别讨论。【规范解答】选 A 对于第一种情况，取 BC 的中点 D 连结 PD、AD，则 2PD3 A1,a ， 在三角形 PAD 中，有22136262aPADa即对于第二种情况同理可以得到 0a综合两种情况，及 4，所以 a 的取值范围

11、是（0, 62） 。3 （ 2010浙江高考文科 8）若某几何体的三视图（单位： cm）如图所示，则此几何体的体积是（ ）（A） 352cm3 （B） 320cm3（C） 4cm3 （D） 16cm3【命题立意】本题主要考察了对三视图所表达示的空间几何体的识别以及几何体体积的计算，属容易题。【思路点拨】解答本题要先由三视图，想象出直观图，再求体积。用心 爱心 专心 - 6 -【规范解答】选 B。此几何体上方为正四棱 柱、下方为正四棱锥。所以其体积为2231204(48)3Vcm。【方法技巧】对于不规则几何体求体积时可分几部分规则的几何体，再求体积和。4 （ 2010北京高考理科 3）一个长方体

12、去掉一个小长方体，所得几何体的正（主）视图与侧（左）视图分别如右图所示，则该几何体的俯视图为（ ）【命题立意】本题考查三视图知识，考查同学们的空间想象能力。【思路点拨】结合正、侧视图，想象直观图。【规范解答】选 C。由主、左视图可知直观图如图所示：因此，俯视图是（C） 。5 （ 2010北京高考文科 8）如图，正方体 1ABCD-的棱长为 2，动点 E、F 在棱 1AB上。点 Q 是 CD 的中点，动点 P 在棱 AD 上，若EF=1，DP=x， E=y(x,y 大于零)，则三棱锥 P-EFQ 的体积：（ ）（A）与 x，y 都有关； （B）与 x，y 都无关；（C）与 x 有关，与 y 无关

13、； （D）与 y 有关，与 x 无关；【命题立意】本题考查几何体体积的相关知识，关键是找到易求面积的底面与高。（A） （B）（C ） （D） ABCD11EFPQ用心 爱心 专心 - 7 -【思路点拨】把 EFQ 看作底面，点 P 到对角面 1ABCD的距离即为对应的高。【规范解答】选 C。 12EFQS，点 P 到平面 EFQ 的距离为 2x。133PEFQEFxVh。6 （ 2010 海南宁夏高考理科 T10）设三棱柱的侧棱垂直于底面，所有棱的长都为 a，顶点都在一个球面上，则该球的表面积为（ ）（A） 2a （B） 273a （C） 213a （D） 25【命题立意】本小题主要考查了几何

14、体的外接球问题.【思路点拨】找出球与棱柱的相对关系，找出球的半径与三棱柱棱长之间的关系.【规范解答】选.设球心为 O，设正三棱柱上底面为 ABC，中心为 O，因为三棱柱所有棱的长都为 a，则可知 2a， 3a，又由球的相关性质可知，球的半径216ROA，所以球的表面积为 2274R，故选.【跟踪模拟训练】一、选择题（每小题 6 分，共 36 分）1.下列结论正确的是（ ）(A)各个面都是三角形的几何体是三棱锥(B)以三角形的一条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圆锥(C)棱锥的侧棱长与底面多边形的边长相等，则该棱锥可能是六棱锥(D)圆锥的顶点与底面圆周上的任意一点的连线

15、都是母线2已知各顶点都在一个球面上的正四棱柱高为 4，体积为 16，则这个球的表面积是( )ABCD1A1BCDEFPQ用心 爱心 专心 - 8 -(A)16 (B)20 (C)24 (D)323 （2010 江南模拟）已知四面体 ABCD中， 1BDC，且 A、 DB、 C两两互相垂直，在该四面体表面上与点 距离是 23的点形成一条曲线，这条曲线的长度是 ( )A. 32 B. 3 C. 536 D. 34表面积为 的正四面体的各个顶点都在同一个球面上，则此球的体积为（ ）A 63 B 23 C 6 D 6275 如右图为一个几何体的三视图，尺寸如图所示，则该几何体的表面积为( ) (不考虑接触点）A.