2018版高考數(shù)學復習高考專題突破四高考中的不等式問題試題理北師大版.docx

高考專題突破四 高考中的不等式問題試題 理 北師大版1正三棱柱ABCA1B1C1中，D為BC中點，E為A1C1中點，則DE與平面A1B1BA的位置關(guān)系為()A相交 B平行C垂直相交 D不確定答案B解析如圖取B1C1中點為F，連接EF，DF，DE，則EFA1B1，DFB1B，平面EFD平面A1B1BA，DE平面A1B1BA.2設(shè)x、y、z是空間不同的直線或平面，對下列四種情形：x、y、z均為直線；x、y是直線，z是平面；z是直線，x、y是平面；x、y、z均為平面其中使“xz且yzxy”為真命題的是()A BC D答案C解析由正方體模型可知為假命題；由線面垂直的性質(zhì)定理可知為真命題3(2016成都模擬)如圖是一個幾何體的三視圖(左視圖中的弧線是半圓)，則該幾何體的表面積是()A203 B243C204 D244答案A解析根據(jù)幾何體的三視圖可知，該幾何體是一個正方體和一個半圓柱的組合體，其中正方體的棱長為2，半圓柱的底面半徑為1，母線長為2，故該幾何體的表面積為4522203.4(2016沈陽模擬)設(shè)，是三個平面，a，b是兩條不同直線，有下列三個條件：a，b；a，b；b，a.如果命題“a，b，且_，則ab”為真命題，則可以在橫線處填入的條件是_(把所有正確的序號填上)答案或解析由線面平行的性質(zhì)定理可知，正確；當b，a時，a和b在同一平面內(nèi)，且沒有公共點，所以平行，正確故應(yīng)填入的條件為或.5.如圖，在三棱錐PABC中，D，E，F(xiàn)分別為棱PC，AC，AB的中點若PAAC，PA6，BC8，DF5.則直線PA與平面DEF的位置關(guān)系是_；平面BDE與平面ABC的位置關(guān)系是_(填“平行”或“垂直”)答案平行垂直解析因為D，E分別為棱PC，AC的中點，所以DEPA.又因為PA 平面DEF，DE平面DEF，所以直線PA平面DEF.因為D，E，F(xiàn)分別為棱PC，AC，AB的中點，PA6，BC8，所以DEPA，DEPA3，EFBC4.又因為DF5，故DF2DE2EF2，所以DEF90，即DEEF.又PAAC，DEPA，所以DEAC.因為ACEFE，AC平面ABC，EF平面ABC，所以DE平面ABC，又DE平面BDE，所以平面BDE平面ABC.題型一求空間幾何體的表面積與體積例1(2016全國甲卷)如圖，菱形ABCD的對角線AC與BD交于點O，點E，F(xiàn)分別在AD，CD上，AECF，EF交BD于點H，將DEF沿EF折到DEF的位置(1)證明：ACHD；(2)若AB5，AC6，AE，OD2，求五棱錐DABCFE的體積(1)證明由已知得ACBD，ADCD，又由AECF得，故ACEF，由此得EFHD，折后EF與HD保持垂直關(guān)系，即EFHD，所以ACHD.(2)解由EFAC得.由AB5，AC6得DOBO4，所以O(shè)H1，DHDH3，于是OD2OH2(2)2129DH2，故ODOH.由(1)知ACHD，又ACBD，BDHDH，所以AC平面DHD，于是ACOD，又由ODOH，ACOHO，所以O(shè)D平面ABC.又由得EF.五邊形ABCFE的面積S683.所以五棱錐DABCFE的體積V2思維升華(1)若所給定的幾何體是柱體、錐體或臺體等規(guī)則幾何體，則可直接利用公式進行求解其中，等積轉(zhuǎn)換法多用來求三棱錐的體積(2)若所給定的幾何體是不規(guī)則幾何體，則將不規(guī)則的幾何體通過分割或補形轉(zhuǎn)化為規(guī)則幾何體，再利用公式求解(3)若以三視圖的形式給出幾何體，則應(yīng)先根據(jù)三視圖得到幾何體的直觀圖，然后根據(jù)條件求解正三棱錐的高為1，底面邊長為2，內(nèi)有一個球與它的四個面都相切(如圖)求：(1)這個正三棱錐的表面積；(2)這個正三棱錐內(nèi)切球的表面積與體積解(1)底面正三角形中心到一邊的距離為2，則正棱錐側(cè)面的斜高為.S側(cè)329.S表S側(cè)S底9(2)296.(2)設(shè)正三棱錐PABC的內(nèi)切球球心為O，連接OP，OA，OB，OC，而O點到三棱錐的四個面的距離都為球的半徑r.VPABCVOPABVOPBCVOPACVOABCS側(cè)rSABCrS表r(32)r.又VPABC(2)212，(32)r2，得r2.S內(nèi)切球4(2)2(4016).V內(nèi)切球(2)3(922).題型二空間點、線、面的位置關(guān)系例2(2016濟南模擬)如圖，在三棱柱ABCA1B1C1中，側(cè)棱垂直于底面，ABBC，AA1AC2，BC1，E，F(xiàn)分別是A1C1，BC的中點(1)求證：平面ABE平面B1BCC1；(2)求證：C1F平面ABE；(3)求三棱錐EABC的體積(1)證明在三棱柱ABCA1B1C1中，BB1底面ABC.因為AB平面ABC，所以BB1AB.又因為ABBC，BCBB1B，所以AB平面B1BCC1.又AB平面ABE，所以平面ABE平面B1BCC1.(2)證明方法一如圖1，取AB中點G，連接EG，F(xiàn)G.因為E，F(xiàn)分別是A1C1，BC的中點，所以FGAC，且FGAC.因為ACA1C1，且ACA1C1，所以FGEC1，且FGEC1，所以四邊形FGEC1為平行四邊形，所以C1FEG.又因為EG平面ABE，C1F 平面ABE，所以C1F平面ABE.方法二如圖2，取AC的中點H，連接C1H，F(xiàn)H.因為H，F(xiàn)分別是AC，BC的中點，所以HFAB，又因為E，H分別是A1C1，AC的中點，所以EC1綊AH，所以四邊形EAHC1為平行四邊形，所以C1HAE，又C1HHFH，AEABA，所以平面ABE平面C1HF，又C1F平面C1HF，所以C1F平面ABE.(3)解因為AA1AC2，BC1，ABBC，所以AB.所以三棱錐EABC的體積VSABCAA112.思維升華(1)證明面面垂直，將“面面垂直”問題轉(zhuǎn)化為“線面垂直”問題，再將“線面垂直”問題轉(zhuǎn)化為“線線垂直”問題證明C1F平面ABE：()利用判定定理，關(guān)鍵是在平面ABE中找(作)出直線EG，且滿足C1FEG.()利用面面平行的性質(zhì)定理證明線面平行，則先要確定一個平面C1HF滿足面面平行，實施線面平行與面面平行的轉(zhuǎn)化(2)計算幾何體的體積時，能直接用公式時，關(guān)鍵是確定幾何體的高，不能直接用公式時，注意進行體積的轉(zhuǎn)化如圖，在三棱錐SABC中，平面SAB平面SBC，ABBC，ASAB.過A作AFSB，垂足為F，點E，G分別是棱SA，SC的中點求證：(1)平面EFG平面ABC；(2)BCSA.證明(1)由ASAB，AFSB知F為SB中點，則EFAB，F(xiàn)GBC，又EFFGF，ABBCB，因此平面EFG平面ABC.(2)由平面SAB平面SBC，平面SAB平面SBCSB，AF平面SAB，AFSB，所以AF平面SBC，則AFBC.又BCAB，AFABA，則BC平面SAB，又SA平面SAB，因此BCSA.題型三平面圖形的翻折問題例3(2015陜西)如圖1，在直角梯形 ABCD中，ADBC，BAD，ABBC1，AD2，E是AD的中點，O是AC與BE的交點將ABE沿BE折起到A1BE的位置，如圖2.(1)證明：CD平面A1OC；(2)若平面A1BE平面BCDE，求平面A1BC與平面A1CD夾角的余弦值(1)證明在題圖1中，連接EC，因為ABBC1，AD2，BAD，ADBC，E為AD中點，所以BC綊ED，BC綊AE，所以四邊形BCDE為平行四邊形，故有CDBE，所以ABCE為正方形，所以BEAC，即在題圖2中，BEOA1，BEOC，且A1OOCO，從而BE平面A1OC，又CDBE，所以CD平面A1OC.(2)解由已知，平面A1BE平面BCDE，又由(1)知，BEOA1，BEOC，所以A1OC為二面角A1BEC的平面角，所以A1OC.如圖，以O(shè)為原點，以O(shè)B，OC，OA所在的直線為x軸，y軸，z軸，建立空間直角坐標系，因為A1BA1EBCED1，BCED，所以B，E，A1，C，得，(，0,0)，設(shè)平面A1BC的法向量n1(x1，y1，z1)，平面A1CD的法向量n2(x2，y2，z2)，平面A1BC與平面A1CD夾角為，則得取n1(1,1,1)；得取n2(0,1,1)，從而cos |cosn1，n2|，即平面A1BC與平面A1CD夾角的余弦值為.思維升華平面圖形的翻折問題，關(guān)鍵是搞清翻折前后圖形中線面位置關(guān)系和度量關(guān)系的變化情況一般地，翻折后還在同一個平面上的性質(zhì)不發(fā)生變化，不在同一個平面上的性質(zhì)發(fā)生變化(2016深圳模擬)如圖(1)，四邊形ABCD為矩形，PD平面ABCD，AB1，BCPC2，作如圖(2)折疊，折痕EFDC.其中點E，F(xiàn)分別在線段PD，PC上，沿EF折疊后，點P疊在線段AD上的點記為M，并且MFCF.(1)證明：CF平面MDF；(2)求三棱錐MCDE的體積(1)證明因為PD平面ABCD，AD平面ABCD，所以PDAD.又因為ABCD是矩形，CDAD，PD與CD交于點D，所以AD平面PCD.又CF平面PCD，所以ADCF，即MDCF.又MFCF，MDMFM，所以CF平面MDF.(2)解因為PDDC，PC2，CD1，PCD60，所以PD，由(1)知FDCF，在直角三角形DCF中，CFCD.如圖，過點F作FGCD交CD于點G，得FGFCsin 60，所以DEFG，故MEPE，所以MD .SCDEDEDC1.故VMCDEMDSCDE.題型四立體幾何中的存在性問題例4(2016邯鄲第一中學研究性考試)在直棱柱ABCA1B1C1中，AA1ABAC1，E，F(xiàn)分別是CC1，BC的中點，AEA1B1，D為棱A1B1上的點(1)證明：DFAE.(2)是否存在一點D，使得平面DEF與平面ABC所成的銳二面角的余弦值為？若存在，說明點D的位置；若不存在，說明理由(1)證明AEA1B1，A1B1AB，AEAB.又AA1AB，AA1AEA，AB平面A1ACC1.又AC平面A1ACC1，ABAC.以A為原點建立如圖所示的空間直角坐標系，則有A(0,0,0)，E(0,1，)，F(xiàn)(，0)，A1(0,0,1)，B1(1,0,1)設(shè)D(x，y，z)，且(0,1)，即(x，y，z1)(1,0,0)，則D(，0,1)，(，1)(0,1，)，0，DFAE.(2)解結(jié)論：存在一點D，使得平面DEF與平面ABC所成的銳二面角的余弦值為.理由如下：由題意知平面ABC的法向量為m(0,0,1)設(shè)平面DEF的法向量為n(x，y，z)，則(，)，(，1)，即令z2(1)，則n(3,12，2(1)平面DEF與平面ABC所成的銳二面角的余弦值為，|cosm，n|，即，解得或(舍去)，存在滿足條件的點D，此時D為A1B1的中點思維升華(1)對于線面關(guān)系中的存在性問題，首先假設(shè)存在，然后在該假設(shè)條件下，利用線面關(guān)系的相關(guān)定理、性質(zhì)進行推理論證，尋找假設(shè)滿足的條件，若滿足則肯定假設(shè)，若得出矛盾的結(jié)論則否定假設(shè)(2)對于探索性問題用向量法比較容易入手一般先假設(shè)存在，設(shè)出空間點的坐標，轉(zhuǎn)化為代數(shù)方程是否有解的問題，若有解且滿足題意則存在，若有解但不滿足題意或無解則不存在如圖，四棱柱ABCDA1B1C1D1中，側(cè)棱A1A底面ABCD，ABDC，ABAD，ADCD1，AA1AB2，E為棱AA1的中點(1)證明：B1C1CE；(2)求二面角B1CEC1的正弦值；(3)設(shè)點M在線段C1E上，且直線AM與平面ADD1A1所成角的正弦值為，求線段AM的長(1)證明如圖，以點A為原點，分別以AD，AA1，AB所在直線為x軸，y軸，z軸建立空間直角坐標系，依題意得A(0,0,0)，B(0,0,2)，C(1,0,1)，B1(0,2,2)，C1(1,2,1)，E(0,1,0)易得(1,0，1)，(1,1，1)，于是0，所以B1C1CE.(2)解(1，2，1)設(shè)平面B1CE的法向量m(x，y，z)，則即消去x，得y2z0，不妨令z1，可得一個法向量為m(3，2,1)由(1)知，B1C1CE，又CC1B1C1，CC1CEC，可得B1C1平面CEC1，故(1,0，1)為平面CEC1的一個法向量于是cosm，從而sinm，所以二面角B1CEC1的正弦值為.(3)解(0,1,0)，(1,1,1)，設(shè)(，)，01，有(，1，)可取(0,0,2)為平面ADD1A1的一個法向量設(shè)為直線AM與平面ADD1A1所成的角，則sin |cos，|，于是，解得(負值舍去)，所以AM.1(2016北京順義區(qū)一模)如圖所示，已知平面平面l，.A，B是直線l上的兩點，C，D是平面內(nèi)的兩點，且ADl，CBl，DA4，AB6，CB8.P是平面上的一動點，且有APDBPC，則四棱錐PABCD體積的最大值是()A48 B16 C24 D144答案C解析由題意知，PAD，PBC是直角三角形，又APDBPC，所以PADPBC.因為DA4，CB8，所以PB2PA.作PMAB于點M，由題意知，PM.令AMt(0t0知EHG是銳角，由EHG30，得tanEHGtan 30，即k.故k的取值范圍為k.9(2016鐵嶺模擬)如圖所示，平面ABDE平面ABC，ABC是等腰直角三角形，ACBC4，四邊形ABDE是直角梯形，BDAE，BDBA，BDAE2，O，M分別為CE，AB的中點(1)求證：OD平面ABC；(2)求直線CD和平面ODM所成角的正弦值；(3)能否在EM上找一點N，使得ON平面ABDE？若能，請指出點N