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高中數(shù)學(xué)答題方法:立體幾何解題技巧
1. 三視圖中“長(zhǎng)對(duì)正,高平齊,寬相等”,即“正俯一樣長(zhǎng),正側(cè)一樣高,俯側(cè)一樣寬”,因此可以根據(jù)三視圖的形狀及相關(guān)數(shù)據(jù)確定原幾何體的各個(gè)度量。
解答此類(lèi)問(wèn)題的關(guān)鍵是由多面體的三視圖想象出空間幾何體的形狀并畫(huà)出其直觀圖。
2. 涉及球與棱柱、棱錐的切、接問(wèn)題時(shí),一般過(guò)球心及多面體中的特殊點(diǎn)(一般為接、切點(diǎn))或線(xiàn)作截面,把空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題,再利用平面幾何知識(shí)尋找?guī)缀误w中元素之間的關(guān)系,列方程(組)求解。
正方體或長(zhǎng)方體的外接球的球心是其體對(duì)角線(xiàn)的中點(diǎn);
正棱柱的外接球的球心是上下底面中心的連線(xiàn)的中點(diǎn);
直三棱柱的外接球的球心是上下底面三角形外心的連線(xiàn)的中點(diǎn);
正棱錐的外接球的球心在其高上。
3. 證明兩平面垂直的常用方法有:
、僭谄渲幸粋(gè)平面內(nèi)找到或作出一條直線(xiàn),使之與另一個(gè)平面垂直;
、谧C明兩平面所成的二面角是直角。
4. 證明直線(xiàn)與平面平行的常用方法有:
、俎D(zhuǎn)化為證明線(xiàn)線(xiàn)平行;
②轉(zhuǎn)化為證明面面平行。
充分體現(xiàn)了“線(xiàn)線(xiàn)平行”、“線(xiàn)面平行”、“ 面面平行”之間的轉(zhuǎn)化。
也可以通過(guò)面面平行證得線(xiàn)面平行。
5. 證明“線(xiàn)線(xiàn)垂直”可通過(guò)“線(xiàn)面垂直”進(jìn)行轉(zhuǎn)化,而利用“線(xiàn)面垂直”的判定定理證明線(xiàn)面垂直,體現(xiàn)了垂直關(guān)系之間的相互轉(zhuǎn)化。
因此在證明平行或垂直問(wèn)題時(shí),要認(rèn)真體會(huì)“轉(zhuǎn)化與化歸”這一數(shù)學(xué)思想方法,不僅要領(lǐng)悟“平行”與“垂直”內(nèi)部間的相互轉(zhuǎn)化,還要注意平行與垂直之間的相互轉(zhuǎn)化。
6. 解決與折疊有關(guān)的幾何問(wèn)題的關(guān)鍵是弄清折疊前后哪些量改變,哪些量不變,抓住“變”與“不變”,是解決折疊問(wèn)題的關(guān)鍵,通常在折痕同側(cè)的位置關(guān)系、線(xiàn)段長(zhǎng)度和角度的大小不變,但在折痕兩側(cè)的線(xiàn)段長(zhǎng)度、角度及位置關(guān)系發(fā)生了變化。
求解過(guò)程中,綜合考慮折疊前后的圖形,對(duì)某些折疊后不易看清的關(guān)系和量,可結(jié)合原圖形去分析、,即將空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題處理。
7. 運(yùn)用空間向量坐標(biāo)運(yùn)算求空間角的一般步驟:
①建立恰當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系;
②求出相關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo);
、蹖(xiě)出向量坐標(biāo);
④結(jié)合公式進(jìn)行論證、;
、蒉D(zhuǎn)化為幾何結(jié)論。
8. 向量角轉(zhuǎn)化為幾何角,要突破由向量角向幾何角轉(zhuǎn)化的難點(diǎn):
、賰蓷l異面直線(xiàn)所成的角 α 的取值范圍是 0°< α ≤ 90°,所以 α 不一定是直線(xiàn)的方向向量的夾角 β,即 cos α =| cos β |。
②直線(xiàn)與平面所成的角 θ 和“斜線(xiàn)與平面所成的角 α (銳角)”是互為余角的關(guān)系,即 sin θ =cos α。
9. 利用向量方法求解二面角,較常用的方法就是先分別求出二面角的兩個(gè)半平面的法向量,然后求兩個(gè)法向量的夾角得到二面角的大小。
要注意兩個(gè)法向量的夾角不一定是所求的二面角,也可能兩個(gè)法向量夾角的補(bǔ)角為所求的角,因此要結(jié)合實(shí)際圖形判斷所求角是銳角還是鈍角。
10. 利用空間向量證明線(xiàn)面平行方法有:
、僮C明直線(xiàn)的方向向量與平面的某一法向量垂直;
②證明直線(xiàn)的方向向量與平面內(nèi)某直線(xiàn)的方向向量共線(xiàn);
、劾霉裁嫦蛄慷ɡ,即證明直線(xiàn)的方向向量與平面內(nèi)的兩個(gè)不共線(xiàn)向量是共面向量(要注意強(qiáng)調(diào)該直線(xiàn)不在平面內(nèi))。
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