【高中数学】立体几何公式总结大全

高中数学学习不仅要讲究方法记住知识，还要规避数学学习中的一些易错点。

今天把高考数学必考的立体几何部分的知识点易错易考点都给大家整理出来啦！还有必考题型和解题方法，同学们学会这些高考肯定没问题！

高考立体几何试题一般共有4道（选择、填空题3道， 解答题1道），共计总分27分左右，考查的知识点在20个以内。选择填空题考核立几中的计算型问题，而解答题着重考查立几中的逻辑推理型问题，当然，二者均应以正确的空间想象为前提。随着新的课程改革的进一步实施，立体几何考题正朝着“多一点思考，少一点计算”的发展。从历年的考题变化看，以简单几何体为载体的线面位置关系的论证，角与距离的探求是常考常新的热门话题。

知识整合

1、有关平行与垂直（线线、线面及面面）的问题

这是在解决立体几何问题的过程中，大量的、反复遇到的，而且是以各种各样的问题（包括论证、计算角、与距离等）中不可缺少的内容，因此在主体几何的总复习中，首先应从解决“平行与垂直”的有关问题着手，通过较为基本问题，熟悉公理、定理的内容和功能，通过对问题的分析与概括，掌握立体几何中解决问题的规律——充分利用线线平行（垂直）、线面平行（垂直）、面面平行（垂直）相互转化的思想，以提高逻辑思维能力和空间想象能力。

2、判定两个平面平行的方法：
（1）根据定义——证明两平面没有公共点；
（2）判定定理——证明一个平面内的两条相交直线都平行于另一个平面；
（3）证明两平面同垂直于一条直线。

3、两个平面平行的主要性质：
（1）由定义知：“两平行平面没有公共点”。
（2）由定义推得：“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。
（3）两个平面平行的性质定理：”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“。
（4）一条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。
（5）夹在两个平行平面间的平行线段相等。
（6）经过平面外一点只有一个平面和已知平面平行。

以上性质（2）、（3）、（5）、（6）在课文中虽未直接列为”性质定理“，但在解题过程中均可直接作为性质定理引用。

答题模板

一、考查空间点线面的位置关系

答题模板

证明空间线面位置关系的步骤：

第一步：作辅助线（面）. 特别注意中点问题，是证明平行、垂直的关键点.

第二步：结合图形的性质，得出线线平行、垂直关系；

第三步：利用平行、垂直的判定定理、性质定理，证明所需要的结论. 如： 线面平行中需要寻找线线平行，可以通过联想三角形的中位线、平行四边形对比、梯形的两底、平行公理来完成.

二、求空间几何体的体积

答题模板

传统方法求空间角的步骤：

1.找角，利用定义准确找到空间角；2.证角，证明所找角是所求角；3.计算，转化到三角形中计算所求角.

利用向量法求空间角的步骤：

1.建立空间直角坐标系，建立适当的空间直角坐标系. 当图形中有明显互相垂直且交于一点的三条直线，可以利用这三条直线直接建系；如果没有明显交于一点的三条直线，但图形中有一定对称关系，（如正三棱柱、正四棱柱等）利用图形对称性建立空间直角坐标系；此外也可以利用面面垂直的性质定理，作出互相垂直且交于一点的三条直线，建立坐标系；

2..求出相关点的坐标，求出相关面的法向量；

三、考查存在探究性创新题

答题模板

探究线性、线面、面面是否平行、垂直等问题的步骤：

第一步，先审清题意弄清各个几何元素的运动情况、互相制约关系，作出初步猜想（大多作出肯定性猜想）；

第二步，若猜想是平行、垂直，则尝试着加以证明；若猜想不平行、不垂直，则尝试反证法说明.若中途推理受阻，要及时调整大方向.

探究有关角、距离、面积、体积等是否为定值的步骤：

第一步，先审清题意弄清各个几何元素的运动情况、互相制约关系，尽量挖掘动中有定的隐含条件，作出初步猜想（大多作出肯定性猜想）；

第二步，若无法猜测，则选择两个特殊位置计算比较，再作猜想（即特例探路）；

第三步，若猜想是定值则加以证明.

解题技巧

平行、垂直位置关系的论证策略

(1)由已知想性质，由求证想判定，即分析法与综合法相结合寻找证题思路。
(2)利用题设条件的性质适当添加辅助线(或面)是解题的常用方法之一。
(3)三垂线定理及其逆定理在高考题中使用的频率最高，在证明线线垂直时应优先考虑。

空间角的计算方法与技巧

主要步骤：一作、二证、三算；若用向量，那就是一证、二算。
(1)两条异面直线所成的角①平移法：②补形法：③向量法：
(2)直线和平面所成的角
①作出直线和平面所成的角，关键是作垂线，找射影转化到同一三角形中计算，或用向量计算。
②用公式计算。
(3)二面角
①平面角的作法：(i)定义法；(ii)三垂线定理及其逆定理法；(iii)垂面法。
②平面角的计算法：
(i)找到平面角，然后在三角形中计算(解三角形)或用向量计算；(ii)射影面积法；(iii)向量夹角公式。

空间距离的计算方法与技巧

(1)求 点到直线的距离： 经常应用三垂线定理作出点到直线的垂线，然后在相关的三角形中求解，也可以借助于面积相等求出点到直线的距离。

(2)求两条异面直线间距离：一般先找出其公垂线，然后求其公垂线段的长。在不能直接作出公垂线的情况下，可转化为线面距离求解(这种情况高考不做要求)。
(3)求点到平面的距离：一般找出(或作出)过此点与已知平面垂直的平面，利用面面垂直的性质过该点作出平面的垂线，进而计算；也可以利用“三棱锥体 积法”直接求距离；有时直接利用已知点求距离比较困难时，我们可以把点到平面的距离转化为直线到平面的距离，从而“转移”到另一点上去求“点到平面的距 离”。求直线与平面的距离及平面与平面的距离一般均转化为点到平面的距离来求解。

熟记一些常用的小结论

诸如：正四面体的体积公式是；面积射影公式；“立平斜关系式”；最小角定理。弄清楚棱锥的顶点在底面的射影为底面的内心、外心、垂心的条件，这可能是快速解答某些问题的前提。

平面图形的翻折、立体图形的展开等一类问题

要注意翻折前、展开前后有关几何元素的“不变性”与“不变量”。

与球有关的题型

只能应用“老方法”，求出球的半径即可。

立体几何读题

(1)弄清楚图形是什么几何体，规则的、不规则的、组合体等。
(2)弄清楚几何体结构特征。面面、线面、线线之间有哪些关系(平行、垂直、相等)。
(3)重点留意有哪些面面垂直、线面垂直，线线平行、线面平行等。

解题程序划分为四个过程

①弄清问题。也就是明白“求证题”的已知是什么？条件是什么？未知是什么？结论是什么？也就是我们常说的审题。
②拟定计划。找出已知与未知的直接或者间接的联系。在弄清题意的基础上,从中捕捉有用的信息,并及时提取记忆网络中的有关信息,再将两组信息资源作出合乎逻辑的有效组合,从而构思出一个成功的计划。即是我们常说的思考。

③执行计划。以简明、准确、有序的数学语言和数学符号将解题思路表述出来,同时验证解答的合理性。即我们所说的解答。
④回顾。对所得的结论进行验证,对解题方法进行总结。

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