2020年高考数学(文)之纠错笔记专题08 立体几何

由于AD=2 cm,BC=10cm,∠ABC=60°,在Rt△BCF中,BF=5 cm,FC=53 cm. 由AD∥BC得,∠DAE=∠ABC=60°.在Rt△ADE中,DE=3 cm,AE=1 cm.

又在等腰梯形ABCD中可求得AB=8 cm,AF=AB-BF=8-5=3(cm),EF=AE+AF=4 cm.

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所以旋转后所得几何体的体积为V=π·BF·FC2+π·EF·(DE2+FC2+DE·FC)-π·AE·DE2=π×5×(53)2

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+π×4×[(3)2+(53)2+3×53]-π×1×(3)2=248π(cm3),即所得的旋转体的体积为248π cm3. 33

本题易将所得旋转体漏掉扣除以圆台上底面为底面,高为1 cm的圆锥的体积而错选C.

易错点5 问题考虑不全面致错

已知半径为10的球的两个平行截面圆的周长分别是12π和16π,则这两个截面圆间的距离

为 . 【错解】2

如图,设球的大圆为圆O,C,D分别为两截面圆的圆心,AB为经过点C,O,D的直径,由题中条件可得两截面圆的半径分别为6和8.在Rt△COE中,OC?102?62?8.在Rt△DOF中,OD?102?82?6.所以CD=OC?OD=8?6=2,故这两个截面圆间的距离为2.

【错因分析】错解中由于对球的结构把握不准,考虑问题不全面而导致错误.事实上,两个平行截面既可以在球心的同侧,也可以在球心的两侧.

【试题解析】如上图,设球的大圆为圆O,C,D为两截面圆的圆心,AB为经过点C,O,D的直径,由题中条件可得两截面圆的半径分别为6和8.

当两截面在球心同侧时,CD?OC?OD?102?62?102?82?2; 当两截面在球心两侧时,CD?OC?OD?102?62?102?82?14. 综上可知,两截面圆间的距离为2或14. 【参考答案】2或14

1.球的有关问题

(1)确定一个球的条件是球心和球的半径,已知球的半径可以利用公式求球的表面积和体积;反之,已知球的体积或表面积也可以求其半径. (2)球与几种特殊几何体的关系:

①长方体内接于球,则球的直径是长方体的体对角线长; ②正四面体的外接球与内切球的球心重合,且半径之比为3∶1;

③直棱柱的外接球:找出直棱柱的外接圆柱,圆柱的外接球就是所求直棱柱的外接球.特别地,直三棱柱的外接球的球心是上、下底面三角形外心连线的中点;

④球与圆柱的底面和侧面均相切,则球的直径等于圆柱的高,也等于圆柱底面圆的直径; ⑤球与圆台的底面和侧面均相切,则球的直径等于圆台的高.

(3)与球有关的实际应用题一般涉及水的容积问题,解题的关键是明确球的体积与水的容积之间的关系,正确建立等量关系.

(4)有关球的截面问题,常画出过球心的截面圆,将空间几何问题转化为平面中圆的有关问题解决.球心到截面的距离d与球的半径R及截面圆的半径r之间满足关系式:d?2.求解空间几何体表面积和体积的最值问题有两个思路:

一是根据几何体的结构特征和体积、表面积的计算公式,将体积或表面积的最值转化为平面图形中的有关最值,根据平面图形的有关结论直接进行判断;

二是利用基本不等式或是建立关于表面积和体积的函数关系式,然后利用函数的方法或者利用导数方法解决.

R2?r2.

5.如图所示,在长方体中,AB?4cm,AD?2cm,AA1?3cm,则在长方体表面上连接A、C1两点的所有

曲线长度的最小值为__________.

【答案】41 【解析】将长方体的面分别展开平铺,当四边形AA1D1D和四边形DD1C1C在同一平面内时,最小距离为四边形AAC45;当四边形AA1B1B和四边形BB1C1C在11C的对角线,长度是3?(4?2)?同一平面内时,最小距离为四边形AAC长度是3?(4?2)?45;四边形ABCD和11C的对角线,四边形CDD1C1在同一平面内时,最小距离为四边形ABC1D1的对角线,长度是4?(2?3)?41,所以最小距离是41.

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将空间几何体的表(侧)面展开,化折(曲)为直,使空间图形问题转化为平面图形问题,即空间问题平面化,是解决立体几何问题最基本的、最常用的方法,将空间图形展开成平面图形后,弄清几何中的有关点和线在展开图中的相应关系是解题的关键.

该题考查的是几何体的表面距离的最值问题,结合平面内连接两点的直线段是最短的,所以将长方体的侧面沿着不同的方向展开,使得两个点落在同一平面内,利用勾股定理来求解,选出最小的那个就是,容易出错的地方在于考虑不全面,沿着一个方向展开求得结果,从而出现错误.

易错点6 应用公理或其推论时出错

已知A,B,C,D,E五点中,A,B,C,D共面,B,C,D,E共面,则A,B,C,D,E五点一

定共面吗?

【错解】A,B,C,D,E五点一定共面.

因为A,B,C,D共面,所以点A在B,C,D所确定的平面内, 因为B,C,D,E共面,所以点E也在B,C,D所确定的平面内,

所以点A,E都在B,C,D所确定的平面内,即A,B,C,D,E五点一定共面.

【错因分析】错解忽略了公理2中“不在一条直线上的三点”这个重要条件.实际上B,C,D三点有可能共线. 【试题解析】(1)如果B,C,D三点不共线,则它们确定一个平面α. 因为A,B,C,D共面,所以点A在平面α内, 因为B,C,D,E共面,所以点E在平面α内,

所以点A,E都在平面α内,即A,B,C,D,E五点一定共面. (2)若B,C,D三点共线于l,

若A?l,E?l,则A,B,C,D,E五点一定共面;

若A,E中有且只有一个在l上,则A,B,C,D,E五点一定共面; 若A,E都不在l上,则A,B,C,D,E五点可能不共面. 【参考答案】见试题解析.

在立体几何中,空间点、线、面之间的位置关系不确定时,要注意分类讨论,避免片面地思考问题.对

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