高中数学竞赛辅导教学案(空间距离与角)

高一数学竞赛辅导材料空间角和距离一方法指要1.二面角的求法:(1)定义法:作出二面角的平面角.常用作法有:三垂线定理法,辅助垂面法,平移法等.(2)面积射影定理:设平面内面积为S的某一平面图形在另一平面内的射影的面积为'S则平面与平面夹角满足SS'cos(3)异面直线上两点间距离公式法:cos2222mnnmdEF,其中FE,分别为二面角两个面上的点,FE,到棱的距离分别为nm,,d是FE,在棱上射影间的距离,是二面角的度数2.异面直线距离的求法(1)定义法:作出异面直线的公垂线段(2)线面平行法:已知异面直线a,b,若a平行于b所在的平面,则a与距离就是a与b的距离(3)线面垂直法:已知异面直线a,b,若a垂直与b所在平面,则垂足到直线的距离就是a与b的距离.(4)体积法:把异面直线的距离转化为求某类几何体的高,借助与体积相等来建立方程来求高.(5)最值法:根据异面直线距离为了解异面直线上任意两点间线段长的最小值,利用求极值的方法.(6)异面直线上两点间距离公式法cos2222mnnmdEF3.空间点到平面(线面距离,面面距离)的距离的求法:(1)直接过点作平面的垂线(2)体积法注:无论是求角还是求距离,其方法大致可以分为两类:一类是直接法,即作出所求的角和距离;另一类是转化法.二题型示例1.选择题(1)如图正四面体ABCD中,E在棱AB上,F在棱CD上使得)0(FDCFEBAE,记)(f,其中表示EF与AC所成的角表示EF与BD所成的角,则(A))(f在),0(单调增加(B))(f在),0(单调减少(C))(f在)1,0(单调增加)(f在),1(单调减少(D))(f在),0(为一常数.ABCDEF(2)三棱锥V-ABC,AH侧面VBC,且H是VBC的垂心,已知二面角H-AB—C平面角为300,则VC与平面ABC所成的角为()(A)300(B)600(C)450(D)900(3)在正方体的12条面对角线所在的直线中存在异面直线,如果其中两条异面直线间的距离为1,那么,这个正方体棱长可能的的值的集合是(A)1(B)3(C)3,1(D)2,12.填空题(1)已知一平面与一正方体1111DCBAABCD的12条棱的夹角都等于,则sin异面直线11DB与CA1的距离为(2)已知将给定的两个全等的正三棱柱的底面粘在一起恰得到一个所有二面角都相等的六面体,并且设六面体的最短棱长2,则最远两个顶点距离为(3)在棱长3的正方体1111DCBAABCD中,E为棱1AA上,且11EA,F为截面BDA1内一动点,则EFAF的最小值为(4)已知三棱锥P-ABC中,PA底面ABC,AB=AC=BC=PA=a,AH平面PBC于H,则二面角B-PC-A的正弦为3.解答题(1)在正方体1111DCBAABCD中,E为BC的中点,F在1AA上,且2:1:1FAFA,求平面EFB1与底面1111DCBA所成的二面角.(2).设ml,是两条异面直线,在l上有三点CBA,,且BCAB过CBA,,分别作m的垂线AD,,BECF,垂足分别为FED,,已知15AD27BE10CF,求l与m的距离(3)正四棱锥V-ABC底面边长为2,侧棱长为3,过底面AB的截面交侧棱VC于P,(1)若P为VC中点,求截面面积(2)求截面PAB面积的最小值.(4)(5)