高中数学空间几何证明题,用向量方法证明几何题

  • 高中数学
  • 2025-08-09

高中数学空间几何证明题?取BC中点E连接A1E,AE,由它和AB,AC均为60°可得:直线AE就是斜线AA1在面ABC内的射影,再有三余弦定理可以得到是3分子根号3,AA1的长是2分子根号3a,可见角AA1E的余弦值等于AE比AA1,于是可知,线段AE就是斜线段AA1在面ABC内的射影,即A1E就是面ABC垂线了。第二问,举例就是,那么,高中数学空间几何证明题?一起来了解一下吧。

空间向量证明题

(1)证明:取AD中点G,连结PG.

∵△PAD为等边三角形,

∴PG⊥AD.

又由已知平面PAD⊥平面ABCD.

∴PG⊥平面ABCD.

连结BG,BG是PB在平面ABCD上的射影.

由于四边形ABCD是菱形,∠DAB=60°,

∴△ABD,△BCD均为等边三角形.

∴BG⊥AD.∴AD⊥PB.

(2)E为BC边的中点。

证明:∵DE是等边三角形BCD的中线,

∴BC⊥DE.

∵E、F分别是BC、PC中点,∴EF∥BP.

∴BC⊥EF.∴BC⊥平面DEF.

∴平面DEF⊥平面ABCD.

空间向量题目与答案详解

取BC中点E连接A1E,AE,由它和AB,AC均为60°可得:直线AE就是斜线AA1在面ABC内的射影,再有三余弦定理可以得到是3分子根号3,AA1的长是2分子根号3a,可见角AA1E的余弦值等于AE比AA1,于是可知,线段AE就是斜线段AA1在面ABC内的射影,即A1E就是面ABC垂线了。

第二问,举例就是,四凌锥A-CBB1C1的高,用体积相减法可以得到四凌锥A-CBB1C1的体积,高自然得到。

第三问,求体积时候,垂体的高就是A1E了,计算很方便,矩形CBC1B1还要证明,平行四边形ACC1A1和平行四边形ABB1A1的高等于AA1乘以60度的正弦值,

立体几何证明题用向量

(1)证明:

∵四边形ABCD为正方形,且AC,BD交于F

∴AB=BC=CD=AD,AF=BF=CF=DF=(√2/2)*AB

∵四棱柱以四边形ABCD为底面

∴A'A⊥平面ABCD

∴A'A⊥AF

同理,C'C⊥CF

∵AA'=(√2/2)*AB

∴AF=AA'

∴A'F=√2*A'A=√2*(√2/2)*AB=AB

同理,C'F=AB

∵A'C'=AC=√2*AB

∴在⊿A'C'F中,A'F=C'F=AB,A'C'=√2*AB

∴∠A'FC'=90°

∴A'F⊥C'F

(2)这个问题很有问题,当AF以AA'为轴,CF以CC'为轴旋转时,AF和CF都是在同一平面,不论怎么切,都不可能把四棱柱切去部分体积,明显题目有误。应该是A'F和C'F旋转吧。

如果是“求当A'F以AA'为轴,C'F以CC'为轴旋转时,所切去几何体体积为原几何体体积的多少?”,那么可以用一下解法。

所切去几何体体积为两个1/4圆锥体,椎体体积公式为:(1/3)*底面积*高,底面积为:2*(1/4)*π*AF²=2*(1/4)*π*(√2/2)²*AB²=π*AB²/4,高为:A'A=(√2/2)*AB,所以所切去几何体体积为:(π*AB²/4)*(√2/2)*AB=(√2/8)*π*AB³。

用向量方法证明几何题

考点:用空间向量求平面间的夹角;平面与平面垂直的判定.专题:综合题;空间位置关系与距离.分析:(1)证明BC⊥平面PBD,利用面面垂直的判定定理,即可证明平面PBC⊥平面PBD;

(2)确定∠PBD即为二面角P-BC-D的平面角,分别以DA、DB、DP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,用坐标表示向量及平面PBC的法向量,利用向量的数量积公式,即可求得AP与平面PBC所成角的正弦值.解答:(1)证明:∵CD2=BC2+BD2,∵BC⊥BD

∵PD⊥底面ABCD,∴PD⊥BC

又∵PD∩BD=D,∴BC⊥平面PBD

而BC⊂平面PBC,

∴平面PBC⊥平面PBD…(5分)

(2)解:由(1)所证,BC⊥平面PBD,所以∠PBD即为二面角P-BC-D的平面角,即∠PBD=π6

而BD=根号3,所以PD=1…(7分)

分别以DA、DB、DP为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系,则A(1,0,0),B(0,

后面好像打不出来,等一下我发网址。

点评:本题考查面面垂直,考查线面角,解题的关键是掌握面面垂直的判定定理,正确运用向量法求线面角.

立体几何向量平行证明

立体几何是高考的重点内容之一,每年高考大题必有立体几何题,尤其是第一问主要考查证明线面垂直、平行,面面垂直等问题,解决这类问题的方法主要有:几何法和空间向量法. 在高考中其难度属中档题.

使用情景:转化的直线或平面比较容易找到

解题步骤:

第一步 按照线线平行得到线面平行,进而得出面面平行的思路分析解答;

第二步 找到关键的直线或平面;

第三步 得出结论.

【例1】如图,四棱锥的底面是边长为的正方形,底面,、分别为、的中点.

求证:平面;

【证明】

取中点,连接、,

在中,为的中点,

正方形中为中点,

故四边形为平行四边形,

又平面,平面,

平面;

【点评】证明线面平行的思路一般有两种:一是在所证的平面内找到一条直线与已知直线平行即可;二是通过证明已知直线所在的平面与已知平面平行,进而得到这条直线与已知平面平行的结论.

【例2】已知四棱锥中,底面为平行四边形.点、、分别在、、上,且.

求证:平面平面.

【证明】

,,

而平面,平面,

平面

又为平行四边形,

,而平面,平面,

平面.

由,

根据平面与平面平行的判定定理,平面平面.

【总结】由比例线段得到线线平行,依据线面平行的判定定理得到线面平行,证得两条相交直线平行于一个平面后,转化为面面平行.一般证“面面平面”问题最终转化为证线与线的平行.

以上就是高中数学空间几何证明题的全部内容,立体几何是高考的重点内容之一,每年高考大题必有立体几何题,尤其是第一问主要考查证明线面垂直、平行,面面垂直等问题,解决这类问题的方法主要有:几何法和空间向量法. 在高考中其难度属中档题.使用情景:转化的直线或平面比较容易找到 解题步骤:第一步 按照线线平行得到线面平行,内容来源于互联网,信息真伪需自行辨别。如有侵权请联系删除。

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