高中数学竞赛辅导教学案(空间距离与角).doc

高一数学竞赛辅导材料 空间角和距离
广州市番禺区教育局教研室 严运华
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则平面与平面夹角满足
(3) 异面直线上两点间距离公式法:,其中分别为二面角两个面上的点, 到棱的距离分别为,是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
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
A
B
C
D
E
F
,记,其中表示EF与AC所成的角表示EF与BD所成的角,则
(A)在单调增加 (B) 在单调减少
(C) 在单调增加在单调减少
(D) 在为一常数.

(2) 三棱锥V-ABC,AH侧面VBC,且H是的垂心,已知二面角H-AB—
C平面角为30,则VC与平面ABC所成的角为( )
(A)30 (B)60 (C)45 (D)90
(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) (B) (C) (D)
2. 填空题
(1) 已知一平面与一正方体的12条棱的夹角都等于,则 异面直线与的距离为
(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的正方体中,为棱上,且,为截面内一动点,则的最小值为
(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)在正方体中,E为的中点,在上,且,求平面与底面所成的二面角.

(2).设是两条异面直线,在上有三点且
过分别作的垂线,,垂足分别为
已知 ,求与的距离

(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)