以棱柱、棱錐和棱台的教學為知識背景的高考數學題型,一方面是為了傳播數學概念教學中數學核心素養,通過設計合理抽象過程、融合不同推理形式、滲透數學曆史文化、轉變學生學習方式等路徑;另一方面,可以通過這些題型,很好的考查考生的數學抽象、邏輯推理、直觀想象等數學綜合能力。
考生要學會通過直觀感知、操作确認、思辨論證、度量計算等方法學習立體幾何,這樣處理符合認知特點,有利于降低立體幾何學習的門檻,提高學生的學習興趣。
幾何體的表面積和體積問題是高考數學的熱點内容,它常見的問題一般會這樣去出題,棱柱、棱錐、棱台的表面積和體積對于棱柱、棱錐、棱台的表面積,多采用面積累加的方式求解,特别地,若為正棱柱(錐、台),各側面積相等,可用乘法計算;計算其體積時,關鍵是求底面積和高。
典型例題分析1:
如圖,直三棱柱ABC﹣A′B′C′中,AA′=2AC=2BC,E為AA′的中點,C′E⊥BE.
(1)求證:C′E⊥平面BCE;
(2)若AC=2,求三棱錐B′﹣ECB的體積.
證明:(1)在矩形A′ACC′中,E為A′A中點且AA′=2AC,
∴EA=AC,EA′=A′C′,
∴∠AEC=∠A′EC=45°,
∴C′E⊥EC,
∵C′E⊥BE,CE∩BE=E,
∴C′E⊥平面BCE;
(2)解:∵B′C′∥BC,B′C′⊄平面BCE,BC⊂平面BCE,
∴B′C′∥平面BCE,
∴VB′﹣ECB=VC′﹣ECB,
∵C′E⊥平面BCE,
∴C′E⊥BC,
∵BC⊥CC′,C′E∩CC′=C′,
∴BC⊥平面ACC′A′′
∴BC⊥CE,
∵AC=2,
∴BC=2,EC=EC′=2√2,
∴VB′﹣ECB=VC′﹣ECB=1/3×1/2×2×2√2×2√2=8/3.
考點分析:
棱柱、棱錐、棱台的體積;直線與平面平行的判定.
題幹分析:
(1)證明C′E⊥EC,利用C′E⊥BE,CE∩BE=E,即可證明C′E⊥平面BCE;
(2)利用等體積轉化求三棱錐B′﹣ECB的體積.
典型例題分析2:
如圖,底面是直角三角形的直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,AC=BC=1/2·AA1=1,D是棱AA1上的動點.
(1)證明:DC1⊥BC;
(2)求三棱錐C﹣BDC1的體積.
證明:(1)如圖,∵直三棱柱ABC﹣A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,
∴CC1⊥底面ABC,又CC1⊂面ACC1A1,
∴面ACC1A1⊥底面ABC,而面ACC1A1∩底面ABC=AC,
由△ABC為Rt△,且AC=BC,得BC⊥AC,
∴BC⊥平面ACC1A1,
∴BC⊥DC1;
(2)解:由(1)知,BC⊥平面ACC1A1,
∵AC=BC=1/2·AA1=1,
∴AA1=2,
則S△CDC1=1/2×2×1=1
∴VC-BDC1=VB-CDC1=1/3×1×1=1/3.
考點分析:
棱柱、棱錐、棱台的體積;直線與平面垂直的性質.
題幹分析:
(1)由棱錐是直棱錐可得側面與底面垂直,由面面垂直的性質可得BC⊥平面ACC1A1,進一步得到BC⊥DC1;
(2)利用等積法,把三棱錐C﹣BDC1的體積轉化為三棱錐B﹣CDC1的體積求解.
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