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1、高考导航1.立体几何是高考的重要内容,每年都有选择题或填空题或解答题考查.小题主要考查学生的空间观念,空间想象能力及简单计算能力.解答题主要采用“论证与计算”相结合的模式,即首先是利用定义、定理、公理等证明空间的线线、线面、面面平行或垂直,再进行空间角(主要是线面角)的计算.重在考查学生的逻辑推理能力及计算能力.热点题型主要有平面图形的翻折、探索性问题等;2.思想方法:(1)转化与化归(空间问题转化为平面问题);(2)数形结合.热点一空间点、线、面的位置关系及空间角的计算(规范解答) 空间点、线、面的位置关系通常考查平行、垂直关系的证明,一般出现在解答题的第(1)问,解答题的第(2)问常考查求
2、空间角(主要是线面角),求空间角一般都可以建立空间直角坐标系,用空间向量的坐标运算求解,也可用几何方法求解.(1)求证:平面PBD平面COD;(2)求直线PD与平面BDC所成角的正弦值.(2)解以OC,OB,OP所在射线分别为x,y,z轴,建立空间直角坐标系,如图所示.设OA1,则POOBOC2,DA1.则C(2,0,0),B(0,2,0),P(0,0,2),D(0,1,1),得步骤分:抓住得分点的步骤,“步步为赢”,求得满分.如第(1)问中,先证线面垂直,再证两面垂直得7分.得关键分:解题过程不可忽视的关键点,有则给分,无则没分,如第(1)问中证线面垂直不可漏“CO平面PDB”.得计算分:解
3、题过程中计算准确是得满分的根本保证.如第(2)问中求法向量n,计算线面角正弦值sin .利用向量求空间角的步骤第一步:建立空间直角坐标系.第二步:确定点的坐标.第三步:求向量(直线的方向向量、平面的法向量)坐标.第四步:计算向量的夹角(或函数值).第五步:将向量夹角转化为所求的空间角.第六步:反思回顾.查看关键点、易错点和答题规范.【训练1】 (一题多解)(2017浙江卷)如图,已知四棱锥PABCD,PAD是以AD为斜边的等腰直角三角形,BCAD,CDAD,PCAD2DC2CB,E为PD的中点.(1)证明:CE平面PAB;(2)求直线CE与平面PBC所成角的正弦值.(2)解分别取BC,AD的中
4、点为M,N,连接PN交EF于点Q,连接MQ.因为E,F,N分别是PD,PA,AD的中点,所以Q为EF中点,在平行四边形BCEF中,MQCE.由PAD为等腰直角三角形得PNAD.由DCAD,N是AD的中点得BNAD.因为PNBNN,所以AD平面PBN.由BCAD得BC平面PBN,因为BC平面PBC,所以平面PBC平面PBN.热点二立体几何中的探索性问题 此类试题一般以解答题形式呈现,常涉及线、面平行、垂直位置关系的探究或空间角的计算问题,是高考命题的热点,一般有两种解决方式:(1)根据条件作出判断,再进一步论证;(2)利用空间向量,先假设存在点的坐标,再根据条件判断该点的坐标是否存在.【例2】
5、(一题多解)如图,将长为4,宽为1的长方形折叠成长方体ABCDA1B1C1D1的四个侧面,记底面上一边ABt(0t2),连接A1B,A1C,A1D.(1)当长方体ABCDA1B1C1D1的体积最大时,求二面角BA1CD的大小;(2)线段A1C上是否存在一点P,使得A1C平面BPD?若有,求出P点的位置;若没有,请说明理由.(2)若线段A1C上存在一点P,使得A1C平面BPD,则A1CBD,又A1A平面ABCD,BD平面ABCD,所以A1ABD,又A1CA1AA1,所以BD平面A1AC.所以BDAC,所以底面四边形ABCD为正方形,即只有ABCD为正方形时,线段A1C上存在点P满足要求,否则不存
6、在.由(1)知,所求点P即为BMA1C的垂足M,此时,探究提高(1)对于存在判断型问题的求解,应先假设存在,把要成立的结论当作条件,据此列方程或方程组,把“是否存在”问题转化为“点的坐标是否有解,是否有规定范围内的解”等.(2)对于位置探究型问题,通常借助向量,引进参数,综合已知和结论列出等式,解出参数.【训练2】 如图,已知四棱锥PABCD中,底面ABCD为菱形,PA平面ABCD,ABC60,E,F分别是BC,PC的中点.(1)证明由四边形ABCD为菱形,ABC60,可得ABC为正三角形,E为BC的中点,AEBC.又BCAD,因此AEAD.PA平面ABCD,AE平面ABCD,PAAE.而PA
7、平面PAD,AD平面PAD,PAADA,AE平面PAD.(2)解设线段PD上存在一点H,连接AH,EH.由(1)知AE平面PAD,则EHA为EH与平面PAD所成的角.热点三立体几何中的折叠问题 将平面图形沿其中一条或几条线段折起,使其成为空间图形,这类问题称为立体几何中的折叠问题,折叠问题常与空间中的平行、垂直以及空间角相结合命题,考查学生的空间想象力和分析问题的能力.(1)求证:ACEF;(2)求直线AD与平面ECDF所成角的大小.探究提高立体几何中的折叠问题,关键是搞清翻折前后图形中线面位置关系和度量关系的变化情况,一般地翻折后还在同一个平面上的性质不发生变化,不在同一个平面上的性质发生变化.【训练3】 (2018浙江五校联考)如图1,在矩形ABCD中,AB2,BC1,E是CD的中点,将三角形ADE沿AE翻折到图2的位置,使得平面AED平面ABC.(1)在线段BD上确定点F,使得CF平面AED,并证明;(2)求AED与BCD所在平面构成的锐二面角的正切值.解(1)点F是线段BD的中点时,CF平面AED.证明:设AE,BC的延长线交于点M,因为AB2EC,且ABCE,所以点C是BM的中点,所以CFMD.而MD平面AED,CF平面AED,所以CF平面AED.(2)在矩形ABCD中,AB2,CD1,BEAE,因为平面AED平面ABC,且交线是AE,所以BE平面AED.