立体几何,直线方程线性规划知识点

1立体几何知识点一、空间几何体（一）空间几何体的类型1多面体：的几何体。围成多面体的各个多边形叫做多面体的面，相邻两个面的公共边叫做多面体的棱，棱与棱的公共点叫做多面体的顶点。2旋转体：封闭几何体。其中这条直线称为旋转体的轴。（二）空间几何体的结构特征1、棱柱的结构特征1.1棱柱的定义：，其余各面都是四边形，并且每相邻两个四边形的公共边都互相平行，由这些面所围成的几何体叫做棱柱。1.2棱柱的分类棱柱四棱柱平行六面体直平行六面体长方体正四棱柱正方体1.3棱柱的性质：Ⅰ、侧面都是平行四边形，且各侧棱互相平行且相等；Ⅱ、两底面是全等多边形且互相平行；Ⅲ、平行于底面的截面和底面全等；1.4棱柱的面积和体积公式chS直棱柱侧（c是底周长，h是高）S直棱柱表面=V棱柱=2、棱锥的结构特征2.1棱锥的定义（1）棱锥：有一个面是多边形，其余，由这些面所围成的几何体叫做棱锥。（2）正棱锥：如果有一个棱锥的底面是正多边形，并且顶点在底面的投影是底面的中心，这样的棱锥叫做正棱锥。棱长都相等底面是正方形底面是矩形侧棱垂直于底面底面是平行四边形底面是四边形22.2正棱锥的结构特征Ⅰ、平行于底面的截面是与底面相似的正多边形，相似比等于顶点到截面的距离与顶点到底面的距离之比；它们面积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的平方比；截得的棱锥的体积与原棱锥的体积的比等于截得的棱锥的高与原棱锥的高的立方比；Ⅱ、正棱锥的各侧棱相等，各侧面是全等的等腰三角形；正棱锥侧面积：（c为底周长，'h为斜高）体积：（S为底面积，h为高）2.3正四面体：对于棱长为a正四面体的问题可将它补成一个边长为a22的正方体问题。对棱间的距离为a22（正方体的边长）正四面体的高a36（正方体体对角线l32）正四面体的体积为3122a（正方体小三棱锥正方体VVV314）正四面体的中心到底面与顶点的距离之比为3:1（正方体体对角线正方体体对角线：ll2161）3、棱台的结构特征3.1棱台的定义：用去截棱锥，我们把截面和底面之间的部分称为棱台。3.2正棱台的结构特征（1）各侧棱相等，各侧面都是全等的等腰梯形；（2）正棱台的两个底面和平行于底面的截面都是正多边形；（3）正棱台的对角面也是等腰梯形；（4）各侧棱的延长线交于一点。4、圆柱的结构特征4.1圆柱的定义：，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫圆柱。4.2圆柱的性质（1）上、下底及平行于底面的截面都是等圆；（2）过轴的截面(轴截面)是全等的矩形。4.3圆柱的侧面展开图：圆柱的侧面展开图是以底面周长和母线长为邻边的矩形。4.4圆柱的面积和体积公式S圆柱侧面=(r为底面半径，h为圆柱的高)S圆柱全=V圆柱=ABCDPOH35、圆锥的结构特征5.1圆锥的定义：，其余各边旋转而形成的曲面所围成的几何体叫做圆锥。5.2圆锥的结构特征（1）平行于底面的截面都是圆，截面直径与底面直径之比等于顶点到截面的距离与顶点到底面距离之比；（2）轴截面是等腰三角形；（3）母线的平方等于底面半径与高的平方和：l2=r2+h25.3圆锥的侧面展开图：圆锥的侧面展开图是以顶点为圆心，以母线长为半径的扇形。6、圆台的结构特征6.1圆台的定义：，我们把截面和底面之间的部分称为圆台。6.2圆台的结构特征⑴圆台的上下底面和平行于底面的截面都是圆；⑵圆台的截面是等腰梯形；⑶圆台经常补成圆锥，然后利用相似三角形进行研究。6.3圆台的面积和体积公式S圆台侧=π·(R+r)·l(r、R为上下底面半径)S圆台全=π·r2+π·R2+π·(R+r)·lV圆台=1/3(πr2+πR2+πrR)h(h为圆台的高)7、球的结构特征7.1球的定义：转轴，半圆旋转一周形成的旋转体叫做球体。空间中，与定点距离等于定长的点的集合叫做球面，球面所围成的几何体称为球体。7．2球的结构特征⑴球心与截面圆心的连线垂直于截面；⑵截面半径等于球半径与截面和球心的距离的平方差：r2=R2–d27．3球与其他多面体的组合体的问题球体与其他多面体组合，包括内接和外切两种类型，解决此类问题的基本思路是：⑴根据题意，确定是内接还是外切，画出立体图形；⑵找出多面体与球体连接的地方，找出对球的合适的切割面，然后做出剖面图；⑶将立体问题转化为平面几何中圆与多边形的问题；⑷注意圆与正方体的两个关系：球内接正方体，球直径等于正方体对角线；球外切正方体，球直径等于正方体的边长。7．4球的面积和体积公式S球面=4πR2(R为球半径)V球=4/3πR34（三）空间几何体的表面积与体积空间几何体的表面积棱柱、棱锥的表面积：各个面面积之和圆柱的表面积：圆锥的表面积：圆台的表面积：球的表面积：扇形的面积公式2211=36022nRSlrr扇形（其中l表示弧长，r表示半径，表示弧度）空间几何体的体积柱体的体积：锥体的体积：台体的体积：球体的体积：（四）空间几何体的三视图正视图：光线从几何体的前面向后面正投影，得到的投影图。侧视图：光线从几何体的左边向右边正投影，得到的投影图。俯视图：光线从几何体的上面向右边正投影，得到的投影图。★画三视图的原则：正俯长相等、正侧高相同、俯侧宽一样注：球的三视图都是圆；长方体的三视图都是矩形（五）空间几何体的直观图：斜二测画法★斜二测画法的步骤：（1）平行于坐标轴的线依然平行于坐标轴；（2）平行于y轴的线长度变半，平行于x，z轴的线长度不变；二、点、直线、平面之间的关系（一）立体几何网络图：公理4线线平行线面平行面面平行线线垂直线面垂直面面垂直三垂线逆定理三垂线定理⑴⑵⑷⑶⑸⑹⑾⑿⒀⒁⑼⑽⒂⒃⑺⑻51、线线平行的判断：（1）、平行于同一直线的两直线平行。（3）、如果一条直线和一个平面平行，经过这条直线的平面和这个平面相交，那么这条直线和交线平行。（6）、如果两个平行平面同时和第三个平面相交，那么它们的交线平行。（12）、垂直于同一平面的两直线平行。2、线线垂直的判断：（7）、在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线的射影垂直，那么它也和这条斜线垂直。（8）、在平面内的一条直线，如果和这个平面的一条斜线垂直，那么它和这条斜线的射影垂直。（10）、若一直线垂直于一平面，这条直线垂直于平面内所有直线。补充：一条直线和两条平行直线中的一条垂直，也必垂直平行线中的另一条。3、线面平行的判断：（2）、如果平面外的一条直线和平面内的一条直线平行，那么这条直线和这个平面平行。（5）、两个平面平行，其中一个平面内的直线必平行于另一个平面。4、线面垂直的判断：⑼如果一直线和平面内的两相交直线垂直，这条直线就垂直于这个平面。⑾如果两条平行线中的一条垂直于一个平面，那么另一条也垂直于这个平面。⒁一直线垂直于两个平行平面中的一个平面，它也垂直于另一个平面。⒃如果两个平面垂直，那么在—个平面内垂直于交线的直线必垂直于另—个平面。5、面面平行的判断：⑷一个平面内的两条相交直线分别平行于另一个平面，这两个平面平行。⒀垂直于同一条直线的两个平面平行。6、面面垂直的判断：⒂一个平面经过另一个平面的垂线，这两个平面互相垂直。（二）其他定理：（1）确定平面的条件：①不公线的三点；②直线和直线外一点；③相交直线；（2）直线与直线的位置关系：相交；平行；异面；直线与平面的位置关系：在平面内；平行；相交（垂直是它的特殊情况）；平面与平面的位置关系：相交；平行；（3）等角定理：如果两个角的两边分别平行且方向相同，那么这两个角相等；（4）线面垂直的性质定理：（1）若直线垂直于平面，则它垂直于平面内任意一条直线。（2）垂直于同一平面的两直线平行。6（三）唯一性定理：（1）过已知点，有且只能作一直线和已知平面垂直。（2）过已知平面外一点，有且只能作一平面和已知平面平行。（3）过两条异面直线中的一条能且只能作一平面与另一条平行。（四）空间角的求法：（所有角的问题最后都要转化为解三角形的问题，尤其是直角三角形）（1）异面直线所成的角：通过直线的平移，把异面直线所成的角转化为平面内相交直线所成的角。异面直线所成角的范围：；（2）线面所成的角：①线面平行或直线在平面内：线面所成的角为o0；②线面垂直：线面所成的角为o90；③斜线与平面所成的角：范围；即斜线与它在平面内的射影所成的角。线面所成的角范围（3）二面角：关键是找出二面角的平面角。方法有：①定义法；②三垂线定理法；③垂面法；二面角的平面角的范围：；（五）距离的求法：点点、点线、点面距离：点与点之间的距离就是两点之间线段的长、点与线、面间的距离是点到线、面垂足间线段的长。首先要找到表示距离的线段，然后再计算。注意：求点到面的距离的方法：①直接法：直接确定点到平面的垂线段长（垂线段一般在二面角所在的平面上）；②转移法：转化为另一点到该平面的距离（利用线面平行的性质）；③体积法：利用三棱锥体积公式。（六）空间直角坐标系1.右手直角坐标系①右手直角坐标系的建立规则：x轴、y轴、z轴互相垂直，分别指向右手的拇指、食指、中指；②已知点的坐标),,(zyxP作点的方法与步骤（路径法）：沿x轴正方向（0x时）或负方向（0x时）移动||x个单位，再沿y轴正方向（0y时）或负方向（0y时）移动||y个单位，最后沿x轴正方向（0z时）或负方向（0z时）移动||z个单位，即可作出点③已知点的位置求坐标的方法：过P作三个平面分别与x轴、y轴、z轴垂直于CBA,,，点CBA,,在x轴、y轴、z轴的坐标分别是7cba,,，则),,(cba就是点P的坐标2、在x轴上的点分别可以表示为),0,0(),0,,0(),0,0,(cba，在坐标平面xOy，xOz，yOz内的点分别可以表示为),,0(),,0,(),0,,(cbcaba;3、点),,(cbaP关于x轴的对称点的坐标为),,(cba点),,(cbaP关于y轴的对称点的坐标为),,(cba；点),,(cbaP关于z轴的对称点的坐标为),,(cba；点),,(cbaP关于坐标平面xOy的对称点为),,(cba；点),,(cbaP关于坐标平面xOz的对称点为),,(cba；点),,(cbaP关于坐标平面yOz的对称点为),,(cba；点),,(cbaP关于原点的对称点),,(cba。4、已知空间两点),,(),,(222111zyxQzyxP，则线段PQ的中点坐标为)2,2,2(212121zzyyxx5、空间两点间的距离公式已知空间两点),,(),,(222111zyxQzyxP，则两点的距离为特殊地,点),,(zyxA到原点O的距离为直线的知识点（一）直线的倾斜角定义：之间所成的角叫直线的倾斜角。特别地，当直线与x轴平行或重合时,我们规定它的倾斜角为0°.因此，倾斜角的取值范围是0180（二）直线的斜率①定义：倾斜角不是90°的直线，叫做这条直线的斜率。直线的斜率常用k表示。即。斜率反映直线与轴的倾斜程度。当直线l与x轴平行或重合时,0,tan00k；当直线l与x轴垂直时,90,k不存在.当90,0时，0k；当180,90时，0k；当90时，k不存在。8②过两点的直线的斜率公式：（11122212(,),(,),PxyPxyxx）注意下面四点：(1)当21xx时，公式右边无意义，直线的斜率不存在，倾斜角为90°；(2)k与P1、P2的顺序无关；(3)以后求斜率可不通过倾斜角而由直线上两点的坐标直接求得；(4)求直线的倾斜角可由直线上两点的坐标先求斜率得到。（三）直线方程①点斜式：直线斜率k，且过点11,yx注意：当直线的斜率为0°时，k=0，直线的方程是y=y1。当直线的斜率为90°时，直线的斜率不存在，它的方程不能用点斜式表示．但因l上每一点的横坐标都等于x1，所以它的方程是x=x1。②斜截式，直线斜率为k，直线在y轴上的截距为b③两点式：（1212,xxyy）直线两点11,yx，22,yx④截矩式：直线l与x轴交于(,0)a,与y轴交于(0,)b,即x轴、y轴的截距为,ab。⑤一般式：（A，B不全为0）注意：○1各式的适用范围○2特殊