立体几何的求距离问题
1、两点间的距离:连接两点的线段的长。
求法:(1)纳入三角形,将其作为三角形的一边,通过解三角形求得
(2)用公式,A (x 1, y 1, z 1), B (x 2, y 2, z 2) ,则。 (3)利用向量的模,|AB|=|
|=
=…
(4)两点间的球面距离 :A ,B 为半径是R 的球O 上的两点,若<, >=θ 则A ,B 两点间的球面距离为
2、点到直线的距离:从点向直线作(相交)垂线,该点与垂足间的线段长。
求法:(1)解三角形:所求距离是某直角三角形的直角边长,解此三角形即可。
(2)等积法:所求距离是某三角形的一高,利用面积相等可求此距离。
(3 ) 利用三垂线定理:所求距离视作某平面的斜线段长,先求出此平面的垂线段和射
影的长,再由勾股定理求出所求的距离。 (4)利用公式:A (x 0, y 0), 到直线l :Ax +By +C =0的距离为。 基本思想是将点线距转化为点点距。
3、点到平面的距离与直线到平面的距离(重点) (1)从平面外一点引平面的一条垂线,这个点和___的距离,叫做这个点到这个平面的距离。
求法; ①利用定义、做出平面的垂线,将垂线段纳入某个三角形内,通过解三角形求距离;
②利用等积法、将此距离看作某个三棱锥的高,利用体积相等求出此距离; ③利用向量、点A ,平面α,满足A ∉α, O ∈α, ⊥α, 则点A 到平面α的距离d =
( n 是平面α的法向量 )
(2)一条直线和一个平面平行时,这条直线上任意_________到这个平面的_________,叫
做这条直线和这个平面的距离。
(一条直线和一个平面平行时,直线上任意两点到平面的距离相等)
求法:转化为点到平面的距离来求;(具体方法参照点到平面的距离的求法)
4、两个平行平面的距离
一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也_________另一个平面,这条直线叫做两个平面的__________,它夹在两个平行平面间的部分叫做这两个平面的_______,它的长度叫做两个平行平面的____________。
求法:转化为点到平面的距离来求;(具体方法参照点到平面的距离的求法)
(两个平行平面时,一个平面上任意两点到另一个平面的距离都相等) 5、异面直线的距离(难点)
(1)和两条异面直线都垂直相交的直线叫做___________。公垂线夹在异面直线间的部分,叫做______________。公垂线段的长度叫做____________。
(2)任意两条异面直线__________________公垂线,公垂线段长是分别连结两条异面直线 上的点的线段中________________。(两平行线间的距离略)
求法:
- 1 -
(1)利用向量,点A ∈a , B ∈b ,向量⊥a , ⊥b ,则两条异面直线a , b 的距离
d =
题型一:两条异面直线间的距离
1 如图,在空间四边形ABCD 中,AB =BC =CD =DA =AC =BD =a ,E 、F 分别是AB 、CD 的中点.
(1)求证:EF 是AB 和CD 的公垂线; (2)求AB 和CD 间的距离;
. 1 2
2 如图, 正四面体ABCD 的棱长为1,求异面直线AB 、CD 之间的距离. .
题型二:点到平面距离
1 如图(1),正四面体ABCD 的棱长为1,求:A 到平面BCD 的距离;
2在梯形ABCD 中, AD ∥BC , ∠ABC =
5π
, AB =a , AD =3a 且sin ∠ADC =, 又P A ⊥平面
52
3
ABCD , P A =a ,
求:(1)二面角P —CD —A 的大小; (2)点A 到平面PBC 的距离.
A 1
3正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面边长为8,对角线B 1C =10,D 是AC 的中点。
(1)求点B 1到直线AC 的距离. (2)求直线AB 1到平面C 1BD 的距离. .
- 2 -
1
B A
B
4如图,在长方体AC 1中,AD=AA1=1,AB=2,点E 在棱AB 上移动.
(1)证明:D 1E ⊥A 1D ;(2)当E 为AB 的中点时,求点E 到面ACD 1的距离;
A 1
题型三、直线到平面的距离(线面距离转化为点到面的距离)
1、求法:在直线上选择合适的点,求该点到异面的距离即可 1、长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面是边长为2的正方形,高为4,求直线BD 到平面AB 1D 1
1的距离.
2、边长为a 的正方形 ABCD 的中心为O ,且OP ⊥平面ABCD ,P 到AB 的距离为a ,求
直线CD 到平面PAB 的距离。
A
题型四、平行平面间的距离
1、求法:平行平面间的距离转化为点到平面的距离,再求解。
1、在长方体 ABCD- A1B 1C 1D 1中AB=4,BC=3,CC 1=2,求平面A 1BC 1和平面ACD 1间的距离。
2、在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠ABC =90︒,BC=2,CC 1=4,EB 1=1,D ,F ,G 分别为CC 1,B 1C 1,A 1C 1的中点,EF 与B 1D 相交于H. ① 求证:B 1D ⊥平面ABD ; ② 求证:平面EGF//平面ABD ; ③ 求平面EGF 与平面ABD 的距离。
- 3 -
空间几何体的表面积和体积
[基础要点]
1. 圆柱的表面积公式: 2. 圆锥的表面积公式:3. 圆台的表面积公式: 4. 圆锥的体积公式: 5. 棱锥的体积公式: 6. 圆台的体积公式: 7. 球的表面积公式: 8. 球的体积公式: 题型一、柱体的体积、表面积公式
1、直平行六面体的底面为菱形,过不相邻两条侧棱的截面面积为Q 1, Q 2,求它的侧面积 \
变式:如图是一个平面截长方体得剩余部分,已知AB =4, BC =3, AE =5, BF =8,
CG =12, 求几何体的体积
\
题型二、锥体、球体的体积和表面积公式
2、正四面体棱长为a , 求其外接球和内切球的表面积
变式:一个高为16的圆锥内接于一个体积为972π的球,在圆锥内又有一个内切球,求: (1)圆锥的侧面积 (2)圆锥的内切球的体积
- 4 -
立体几何的求距离问题
1、两点间的距离:连接两点的线段的长。
求法:(1)纳入三角形,将其作为三角形的一边,通过解三角形求得
(2)用公式,A (x 1, y 1, z 1), B (x 2, y 2, z 2) ,则。 (3)利用向量的模,|AB|=|
|=
=…
(4)两点间的球面距离 :A ,B 为半径是R 的球O 上的两点,若<, >=θ 则A ,B 两点间的球面距离为
2、点到直线的距离:从点向直线作(相交)垂线,该点与垂足间的线段长。
求法:(1)解三角形:所求距离是某直角三角形的直角边长,解此三角形即可。
(2)等积法:所求距离是某三角形的一高,利用面积相等可求此距离。
(3 ) 利用三垂线定理:所求距离视作某平面的斜线段长,先求出此平面的垂线段和射
影的长,再由勾股定理求出所求的距离。 (4)利用公式:A (x 0, y 0), 到直线l :Ax +By +C =0的距离为。 基本思想是将点线距转化为点点距。
3、点到平面的距离与直线到平面的距离(重点) (1)从平面外一点引平面的一条垂线,这个点和___的距离,叫做这个点到这个平面的距离。
求法; ①利用定义、做出平面的垂线,将垂线段纳入某个三角形内,通过解三角形求距离;
②利用等积法、将此距离看作某个三棱锥的高,利用体积相等求出此距离; ③利用向量、点A ,平面α,满足A ∉α, O ∈α, ⊥α, 则点A 到平面α的距离d =
( n 是平面α的法向量 )
(2)一条直线和一个平面平行时,这条直线上任意_________到这个平面的_________,叫
做这条直线和这个平面的距离。
(一条直线和一个平面平行时,直线上任意两点到平面的距离相等)
求法:转化为点到平面的距离来求;(具体方法参照点到平面的距离的求法)
4、两个平行平面的距离
一条直线垂直于两个平行平面中的一个平面,那么它也_________另一个平面,这条直线叫做两个平面的__________,它夹在两个平行平面间的部分叫做这两个平面的_______,它的长度叫做两个平行平面的____________。
求法:转化为点到平面的距离来求;(具体方法参照点到平面的距离的求法)
(两个平行平面时,一个平面上任意两点到另一个平面的距离都相等) 5、异面直线的距离(难点)
(1)和两条异面直线都垂直相交的直线叫做___________。公垂线夹在异面直线间的部分,叫做______________。公垂线段的长度叫做____________。
(2)任意两条异面直线__________________公垂线,公垂线段长是分别连结两条异面直线 上的点的线段中________________。(两平行线间的距离略)
求法:
- 1 -
(1)利用向量,点A ∈a , B ∈b ,向量⊥a , ⊥b ,则两条异面直线a , b 的距离
d =
题型一:两条异面直线间的距离
1 如图,在空间四边形ABCD 中,AB =BC =CD =DA =AC =BD =a ,E 、F 分别是AB 、CD 的中点.
(1)求证:EF 是AB 和CD 的公垂线; (2)求AB 和CD 间的距离;
. 1 2
2 如图, 正四面体ABCD 的棱长为1,求异面直线AB 、CD 之间的距离. .
题型二:点到平面距离
1 如图(1),正四面体ABCD 的棱长为1,求:A 到平面BCD 的距离;
2在梯形ABCD 中, AD ∥BC , ∠ABC =
5π
, AB =a , AD =3a 且sin ∠ADC =, 又P A ⊥平面
52
3
ABCD , P A =a ,
求:(1)二面角P —CD —A 的大小; (2)点A 到平面PBC 的距离.
A 1
3正三棱柱ABC -A 1B 1C 1的底面边长为8,对角线B 1C =10,D 是AC 的中点。
(1)求点B 1到直线AC 的距离. (2)求直线AB 1到平面C 1BD 的距离. .
- 2 -
1
B A
B
4如图,在长方体AC 1中,AD=AA1=1,AB=2,点E 在棱AB 上移动.
(1)证明:D 1E ⊥A 1D ;(2)当E 为AB 的中点时,求点E 到面ACD 1的距离;
A 1
题型三、直线到平面的距离(线面距离转化为点到面的距离)
1、求法:在直线上选择合适的点,求该点到异面的距离即可 1、长方体ABCD -A 1B 1C 1D 1中,底面是边长为2的正方形,高为4,求直线BD 到平面AB 1D 1
1的距离.
2、边长为a 的正方形 ABCD 的中心为O ,且OP ⊥平面ABCD ,P 到AB 的距离为a ,求
直线CD 到平面PAB 的距离。
A
题型四、平行平面间的距离
1、求法:平行平面间的距离转化为点到平面的距离,再求解。
1、在长方体 ABCD- A1B 1C 1D 1中AB=4,BC=3,CC 1=2,求平面A 1BC 1和平面ACD 1间的距离。
2、在直三棱柱ABC -A 1B 1C 1中,∠ABC =90︒,BC=2,CC 1=4,EB 1=1,D ,F ,G 分别为CC 1,B 1C 1,A 1C 1的中点,EF 与B 1D 相交于H. ① 求证:B 1D ⊥平面ABD ; ② 求证:平面EGF//平面ABD ; ③ 求平面EGF 与平面ABD 的距离。
- 3 -
空间几何体的表面积和体积
[基础要点]
1. 圆柱的表面积公式: 2. 圆锥的表面积公式:3. 圆台的表面积公式: 4. 圆锥的体积公式: 5. 棱锥的体积公式: 6. 圆台的体积公式: 7. 球的表面积公式: 8. 球的体积公式: 题型一、柱体的体积、表面积公式
1、直平行六面体的底面为菱形,过不相邻两条侧棱的截面面积为Q 1, Q 2,求它的侧面积 \
变式:如图是一个平面截长方体得剩余部分,已知AB =4, BC =3, AE =5, BF =8,
CG =12, 求几何体的体积
\
题型二、锥体、球体的体积和表面积公式
2、正四面体棱长为a , 求其外接球和内切球的表面积
变式:一个高为16的圆锥内接于一个体积为972π的球,在圆锥内又有一个内切球,求: (1)圆锥的侧面积 (2)圆锥的内切球的体积
- 4 -