【数学】高考试题分类汇编:文科立体几何教师版.doc
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2015全国高考数学试题汇编
文科立体几何
[2015·安徽卷]
1如图1-4,ABEDFC为多面体,平面ABED与平面ACFD垂直,点O在线段AD上,OA=1,OD=2,△OAB,△OAC,△ODE,△ODF都是正三角形.
(1)证明直线BC∥EF;
(2)求棱锥F-OBED的体积.
图1-4
【解答】 (1)证明:设G是线段DA与EB延长线的交点,由于△OAB与△ODE都是正三角形,OA=1,OD=2,所以OB綊eq \f(1,2)DE,OG=OD=2.
同理,设G′是线段DA与FC延长线的交点,有OC綊eq \f(1,2)DF,OG′=OD=2,又由于G和G′都在线段DA的延长线上,所以G与G′重合.
在△GED和△GFD中,由OB 綊eq \f(1,2)DE和OC綊eq \f(1,2)DF,可知B和C分别是GE和GF的中点.所以BC是△GEF的中位线,故BC∥EF.
(2)由OB=1,OE=2,∠EOB=60°,知S△EOB=eq \f(\r(3),2).
而△OED是边长为2的正三角形,故S△OED=eq \r(3).
所以SOBED=S△EOB+S△OED=eq \f(3\r(3),2).
过点F作FQ⊥DG,交DG于点Q,由平面ABED⊥平面ACFD知,FQ就是四棱锥F-OBED的高,且FQ=eq \r(3),所以VF-OBED=eq \f(1,3)FQ·S四边形OBED=eq \f(3,2).
2[2015·北京卷]
2 如图1-4,在四面体PABC中,PC⊥AB,PA⊥BC,点D,E,F,G分别是棱AP,AC,BC,PB的中点.
(1)求证:DE∥平面BCP;
(2)求证:四边形DEFG为矩形;
(3)是否存在点Q,到四面体PABC六条棱的中点的距离相等?说明理由.
【解答】 (1)证明:因为D,E分别为AP,AC的中点,
图1-5
所以DE∥PC.
又因为DE?平面BCP,PC?平面BCP,
所以DE∥平面BCP.
(2)因为D、E、F、G分别为AP、AC、BC、PB的中点,
所以DE∥PC∥FG,
DG∥AB∥EF,
所以四边形DEFG为平行四边形.
又因为PC⊥AB,
所以DE⊥DG,
所以平行四边形DEFG为矩形.
(3)存在点Q满足条件,理由如下:
连接DF,EG,设Q为EG的中点.
由(2)知,DF∩EG=Q,且QD=QE=QF=QG=eq \f(1,2)EG.
分别取PC、AB的中点M,N,连接ME、EN、NG、MG、MN.
与(2)同理,可证四边形MENG为矩形,其对角线交点为EG的中点Q,
且QM=QN=eq \f(1,2)EG.
所以Q为满足条件的点.
3 [2015·江苏卷] 如图1-2,在四棱锥P-ABCD中,平面PAD⊥平面ABCD,AB=AD,∠BAD=60°,E、F分别是AP、AD的中点.
图1-2
求证:(1)直线EF∥平面PCD;
(2)平面BEF⊥平面PAD.
本题主要考查直线与平面、平面与平面的位置关系,考查空间想象能力和推理论证能力.
【解答】 证明:(1)在△PAD中,因为E,F分别为AP,AD的中点,所以EF∥PD.又因为EF?平面PCD,PD?平面PCD,
图1-3
所以直线EF∥平面PCD.
(2)连结BD,因为AB=AD,∠BAD=60°,所以△ABD为正三角形,因为F是AD的中点,所以BF⊥AD.
因为平面PAD⊥平面ABCD,BF?平面ABCD,
平面PAD∩平面ABCD=AD,所以BF⊥平面PAD.
又因为BF?平面BEF,所以平面BEF⊥平面PAD.
图1-6
4[2015·课标全国卷] 如图1-8,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD为平行四边形,∠DAB=60°,AB=2AD,PD⊥底面ABCD.
(1)证明:PA⊥BD ;
(2)设PD=AD=1,求棱锥D-PBC的高. 图1-8
【解答】 (1)证明:因为∠DAB=60°,AB=2AD,由余弦定理得BD=eq \r(3)AD,
从而BD2+AD2=AB2,故BD⊥AD.
又PD⊥底面ABCD,可得BD⊥PD,
所以BD⊥平面PAD,故PA⊥BD.
(2)如图,作DE⊥PB,垂足为E.
已知PD⊥底面ABCD,则PD⊥BC.
由(1)知BD⊥AD,又BC∥AD,所以BC⊥BD.
图1-9
故BC⊥平面PBD,BC⊥DE.
则DE⊥平面PBC.
由题设
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