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1、2014高考数学(文)二轮专题复习与测试练习题:专题4 第3课时 高考中的立体几何解答题(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)1(2013陕西卷)如图四棱柱ABCDA1B1C1D1的底面ABCD是正方形,O是底面中心,A1O底面ABCD,ABAA1. (1)证明:平面A1BD平面CD1B1;(2)求三棱柱ABDA1B1D1的体积解析:(1)证明:由题设知,BB1綊DD1,四边形BB1D1D是平行四边形,BDB1D1.又BD平面CD1B1,BD平面CD1B1.A1D1綊B1C1綊BC,四边形A1BCD1是平行四边形,A1BD1C.又A1B平面CD1B1,A1B平面CD1B1.又BDA1
2、BB,平面A1BD平面CD1B1.(2)A1O平面ABCD,A1O是三棱柱ABDA1B1D1的高又AOAC1,AA1,A1O 1.又SABD1,V三棱柱ABDA1B1D1SABDA1O1.2(2013河北教学质量监测)如图,在三棱柱ABCA1B1C1中,侧棱AA1底面ABC,ABBC,D为AC的中点,AA1AB2,BC3.(1)求证:AB1平面BC1D;(2)求四棱锥BAA1C1D的体积解析:(1)证明:如图,连接B1C,设B1C与BC1相交于点O,连接OD,四边形BCC1B1是平行四边形,点O为B1C的中点D为AC的中点,OD为AB1C的中位线,ODAB1,OD平面BC1D,AB1平面BC1
3、D,AB1平面BC1D.(2)AA1平面ABC,AA1平面AA1C1C,平面ABC平面AA1C1C,作BEAC,垂足为E,则BE平面AA1C1C.在RtABC中,AC,BE,四棱锥BAA1C1D的体积V(A1C1AD)AA1BE23.3(2013辽宁五校考试)如图,在四棱锥PABCD中,平面PAD平面ABCD,ABDC,PAD是等边三角形,已知AD4,BD4,AB2CD8.(1)设M是PC上的一点,证明:平面MBD平面PAD;(2)当M点位于线段PC什么位置时,PA平面MBD?(3)求四棱锥PABCD的体积解析:(1)证明:在ABD中,AD4,BD4,AB8,AD2BD2AB2.ADBD.又平
4、面PAD平面ABCD,平面PAD平面ABCDAD,BD平面ABCD,BD平面PAD.又BD平面MBD,平面MBD平面PAD.(2)当M点位于线段PC靠近C点的三等分点处时,PA平面MBD.证明如下:连接AC,交BD于点N,连接MN.ABDC,四边形ABCD是梯形AB2CD,CNNA12.又CMMP12,CNNACMMP,PAMN.MN平面MBD,PA平面MBD,PA平面MBD.(3)过点P作POAD交AD于O,平面PAD平面ABCD,PO平面ABCD.即PO为四棱锥PABCD的高又PAD是边长为4的等边三角形,PO42.在RtADB中,斜边AB上的高为2,此即为梯形ABCD的高梯形ABCD的面
5、积SABCD212.四棱锥PABCD的体积VPABCD12224.4如图甲,O的直径AB2,圆上两点C、D在直径AB的两侧,且CAB,DAB.沿直径AB折起,使两个半圆所在的平面互相垂直(如图乙),F为BC的中点,E为AO的中点根据图乙解答下列各题:(1)求三棱锥CBOD的体积;(2)求证:CBDE;(3)在上是否存在一点G,使得FG平面ACD?若存在,试确定点G的位置;若不存在,请说明理由解析:(1)C为圆周上一点,且AB为直径,C,CAB,ACBC,O为AB的中点,COAB,AB2,CO1.两个半圆所在平面ACB与平面ADB互相垂直且其交线为AB,CO平面ABD,CO平面BOD.CO就是点C到平面BOD的距离,SBODSABD1,VCBODSBODCO1.(2)证明:在AOD中,OAD,OAOD,AOD为正三角形,又E为OA的中点,DEAO,两个半圆所在平面ACB与平面ADB互相垂直且其交线为AB,DE平面ABC.又CB平面ABC,CBDE.(3)存在满足题意的点G,G为的中点证明如下:连接OG,OF,FG,易知OGBD,AB为O的直径,ADBD,OGAD,OG平面ACD,AD平面ACD,OG平面ACD.在ABC中,O,F分别为AB,BC的中点,OFAC,OF平面ACD,OGOFO,平面OFG平面ACD.又FG平面OFG,FG平面ACD.5