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    2024年高考数学一轮复习(新高考版) 第7章 §7.9 空间动态问题突破[培优课]

    千伯自习室

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    3.0分

    共14页 2024-09-07 3知币
    §7.9 空间动态问题突破
    空间动态问题,是高考常考题型,常以客观题出现.常见题型有空间位置关系判定、
    轨迹问题、最值问题、范围问题等.
    题型一 空间位置关系的判定
    例1 (1)(2023·昆明模拟)已知 P,Q分别是正方体 ABCD-A1B1C1D1的棱 BB1,CC1上的动点
    (不与顶点重合),则下列结论错误的是(  )
    A.AB⊥PQ
    B.平面 BPQ∥平面 ADD1A1
    C.四面体 ABPQ 的体积为定值
    D.AP∥平面 CDD1C1
    答案 C
    解析 对于 A,∵AB⊥BC,AB⊥BB1,BC∩BB1=B,BC,BB1⊂平面 BCC1B1,
    ∴AB⊥平面 BCC1B1,∵PQ⊂平面 BCC1B1,∴AB⊥PQ,故 A正确;
    对于 B,∵平面 ADD1A1∥平面 BCC1B1,平面 BPQ 与平面 BCC1B1重合,
    ∴平面 BPQ∥平面 ADD1A1,故 B正确;
    对于 C,∵A到平面 BPQ 的距离 AB 为定值,Q到BP 的距离为定值,BP 的长不是定值,
    ∴四面体 ABPQ 的体积不为定值,故 C错误;
    对于 D,∵平面 ABB1A1∥平面 CDD1C1,AP⊂平面 ABB1A1,
    ∴AP∥平面 CDD1C1,故 D正确.
    (2)(多选)已知等边△ABC 的边长为 6,M,N分别为边 AB,AC 的中点,将△AMN 沿MN 折
    起至△A′MN,在四棱锥 A′-MNCB 中,下列说法正确的是(  )
    A.直线 MN∥平面 A′BC
    B.当四棱锥 A′-MNCB 体积最大时,平面 A′MN⊥平面 MNCB
    C.在折起过程中存在某个位置使 BN⊥平面 A′NC
    D.当四棱锥 A′-MNCB 体积最大时,它的各顶点都在球 O的球面上,则球 O的表面积为
    答案 AB
    解析 因为 MN∥BC,MN⊄平面 A′BC,BC⊂平面 A′BC,所以直线 MN∥平面 A′BC,
    故A正确;
    因为四棱锥 A′-MNCB 的底面积为定值,所以当点 A′到平面 MNCB 距离最大时,体积最
    大,此时平面 A′MN⊥平面 MNCB,满足题意,故 B正确;
    对于 C,如图,若 BN⊥平面 A′NC,则 BN⊥AA′,又 A′D⊥MN,AD⊥MN,A′D∩AD
    =D, 可 知 MN⊥平 面 A′AD , 所 以 A′A⊥MN , 又 MN∩BN =N, 所 以 A′A⊥平 面
    MNCB,这显然不可能,故 C错误;
    当四棱锥 A′-MNCB 体积最大时,平面 A′MN⊥平面 MNCB,如图,
    由∠MBC=,取 BC 的中点 E,则 E是等腰梯形 MNCB 外接圆的圆心,F是△A′MN 的外心,
    作OE⊥平面 MNCB,连接 OF,则 OF⊥平面 A′MN,则 O是四棱锥 A′-MNCB 外接球的
    球心,
    且OF=DE=,A′F=,设四棱锥 A′-MNCB 外接球的半径为 R,则 R2=A′F2+OF2=.
    故球 O的表面积为 4πR2=39π.故D错误.
    思维升华 解决空间位置关系的动点问题
    (1)应用“位置关系定理”转化.
    (2)建立“坐标系”计算.
    跟踪训练 1 (2022·杭州质检)如图,点 P在正方体 ABCD-A1B1C1D1的面对角线 BC1上运动,
    则下列结论一定成立的是(  )
    A.三棱锥 A-A1PD 的体积大小与点 P的位置有关
    B.A1P与平面 ACD1相交
    C.平面 PDB1⊥平面 A1BC1
    D.AP⊥D1C
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    千伯自习室

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