点的射影定位的探讨

在求空间角、空间距离时,常需要考虑图形定位问题,其关键往往是确定点在线或面上的射影位置,这也是解立体几何题的一个难点.本文就立体几何解题中点的射影定位问题作些探讨.     

空间点的射影定位的探讨

在求空间角、空间距离时，常需要考虑图形定位问题，其关键往往是确定点在线或面上的射影位置，这也是解立体几何题的一个难点，本文就立体几何解题中点的射影定位问题作些探讨。     

要注重几何图形的组合与分离

立体几何离不开图形,而其中最主要的是基本图形.因此,在立体几何教学中,要引导学生在掌握好基本图形的基础上,学会基本图形间的组合与把较复杂图形分离成基本图形的方法,这是学好立体几何的关键之一。例1.比较下列4题中4种图形在结构上的异同.(1)三棱锥P—ABC中,PA⊥面ABC,平面PBC⊥平面PAB,求证:BC⊥AB.(2)在上题中,若AD⊥PB交PB于D,AE⊥PC交PC于E,AD∶AE=1∶2.求二面角A—PC—B的大小.(3)直三棱柱ABC—A1B1C1中,侧棱AA1=4,底面△ABC中,AB=BC=2,∠B=90°.求截面A1BC与侧面A1ACC1所成的锐二面角的大小.(4)圆柱侧…     

公式cosθ=S′/S的证明及应用

求二面角的一般方法是根据定义找出二面角的平面角,然后通过论证计算求解,下面介绍一种较简捷的方法,即应用面积射影定理求解,可避免作、找、论证二面角的平面角.面积射影定理:若二面角M—a一N的大小为θ,在平面M内的一个三角形的面积为S,它在平面N上的射影面积为S′,则有:cosθ=S′/S.证:设平面M内的△ABC,且S_(△ABC)=S(1)若△ABC的边AB与交线a重合(如图1),设C在平面N上的射影为C′,则S_(△ABC′)=S′,在平面M内过C作CE(?)a于E,连C′E,则∠CEC′=θ,在Rt△CC′E中:C′E=CE·cosθ.∴cosθ=C′E/CE=(1/2C′E·AB)/(1/2CE·AB)=S′/S.(2)若△ABC的边AB∥平面N(如图2),则过AB作平面N′∥平面N,设C在平面N,N′内的射影分别为C′C″.A、B在平面N上的射影分别是A′、B′则△A′B′C′、△ABC″分别是△ABC在N、N′     

2003年高考“立体几何解答题”的分析与反思

一试题概述2003年高考数学新课程卷立体几何解答题的呈现,一改以往甲、乙两题任选一题的面孔,只出了一道题;由考生自选解法,显示了公平性与合理性.理科试题:如图1,在直三棱柱ABC—A1B1C1中,底面是等腰直角三角形,∠ACB=90°.侧棱AA1=2,D、E分别是CC1与A1B的中点,点E在平面ABD上的射影是△ABD的重心G.(Ⅰ)求A1B与平面ABD所成角的大小(结果用反三角函数值表示);(Ⅱ)求点A1到平面AED的距离.文科试题:已知正四棱柱ABCD—A1B1C1D1,AB=1,AA1=2,点E为CC1中点,点F为BD1中点.如图2.(Ⅰ)证明EF是BD1与CC1的公垂线;(Ⅱ)求点D1…     

例说求解立体几何问题的10类方法

<正>一、射影在求解立体几何问题时,若能紧紧抓住"线"在"面"内的射影,则可顺利求解线面角;若能抓住"面"在"面"内的射影,则可使求解无棱二面角的问题变得简单容易.例1如图1,已知等腰三角形ABC中,AB=BC=2,∠ABC=120°,ABC所在平面外一点P到三角形顶点的距离都等于4,求直线PB与平面ABC所成的角.     

简化立体几何运算的几种方法

本文介绍简化立体几何运算的几种方法,以助同学们提高运算能力.1 用公式法求二面角一个平面上的图形面积为S射,它在另一个平面上的射影的图形面积为S射,这2个平面的夹角为α,则有S射=S原·cosα,即cosα=S射/S原.利用这个公式求二面角的大小,不需要找二面角的棱确定二面角的平面角,显然可以简化运算过程.     

巧用射影法解立体几何题

在立体几何中,将某直线或某平面图形垂直投影到某个平面内,或者将某向量投影到一个单位方向向量上,常常可以巧妙地求解二面角、距离、体积等问题.一、面积射影法若二面角的一个半平面内有一个面积为S的多边形,此多边形在另一个半平面内的射影构成的多边形的面积为S',则利用公式cosθ=S'S可求出二面角θ的大小.例1如图1所示,一条长为2的线段AB夹在互相垂直的两平面α、β之间,AB与α成45°角,与β成30°角,过A、B两点分别作两个平面的交线的垂线AC、BD.求平面ABD与平面ABC所成的二面角.分析常规解法是先作出所求二面角的平面角,然后…     

注意讲清二面角的平面角的本质属性

求二面角的大小是高一立体几何教学中的主要内容之一,然而到了高三,经过一段时间的立几复习后,许多学生对二面角的问题仍是一筹莫展,一再出错。譬如我区高三学生在全区性的一次测试中,有这样一道立几题: 如图1,四面体B-ACD中,点B在底面ACD的射影日在AD上,BD与ACD平面所成角的大小为60°,AB⊥BD,∠ACD=120°,AC=CD=3;试求: (1)四面体B-ACD的体积; (2)二面角A-BD-C的大小。     

一道立几题的推广和应用

有这样一道立体几何题:平面a过△ABC的一边BC,△ABC是△ABC在a内的射影,二面角A-BC-A′=(如图1).求证:S_(△ABC)=S_(△ABC)·cos证明:过A在△ABC中作AD⊥BC交BC于D∵AA′⊥平面a,由三垂线定理逆定理有A′D⊥BC,∴∠ADA′为二面角A-BC-A′的平面角,即∠ADA′=∴A′D=     

从一道高考试题谈求二面角的大小

求二面角的大小是中学数学的一个重要课题,也是近几年各类考试的热点之一。总体而论,求二面角的大小有三种方法:①直接求法:通过各种途径作出二面角的平面角,把平面角置于一个三角形中求得。②利用面积射影公式:(见《立体几何》(甲种本)P68习题八第11题)。③利用异面直线上两点间距离公式:(见《立体几何》(必修)P45例2)。下面首先分别用这三种方法解答一下94年高考理工第23题(Ⅱ):     

垂足定位的若干方法

在立体几何中,解决线面成角、空间距离(点与面、线与面、面与面)、体积等问题时,同学们苦于找不到相应的平面角和相应的距离而陷入困境,觉得无从下手.其实,这些问题的解决都与垂足定位有关.1辅助垂面法面面垂直的性质定理说明:如果2个平面垂直,那么,其中一个平面内的任意一点(或任意一条直线)在另一平面内的射影在两平面的交线上.为此欲找一点P(或者一条直线l)在平面α内的射影,只需过点P(或者过直线l)找一个平面β与α垂直,则点P(或者直线l)在α内的射影在两平面的交线上.例1如右图,Rt△ABC中,∠C=90°,∠B=30°,AC=2,D为AB中点,将△…     

抓住关键来思考

应用面积射影公式求二面角的大小 ,对于 (一 )平面角虽可作出 ,但比较困难 ,计算繁琐 ;(二 )平面角无法作出 ,或很难下手 .如 :1.直三棱柱ABC-A1 B1 C1 中 ,∠BAC=90° ,AB =BB1 =1,直线B1 C与平面ABC成30°角 ,求二面角B -B1 C -A的余弦值 .解 :易知∠BCB1 =30° ,作AD⊥BC于D ,则AD ⊥面BCB1 ,△AB1 C在面BCB1 上射影是△DCB1 .设二面角为θ ,cosθ =S△DCB1S△AB1C,其中AC =2 ,AB1 =2 ,S△AB1C =1,B1 C =2 ,CD =2 33,S△DCB1=12 B1 C·CD·sin30°=33,即二面角的余弦值为 33.1题图 2题图2 .正方体中 ,求二…     

一道立体几何高考题的变式解析

原题(2006广东卷):如图1所示,AF、DE分别是☉O、☉O1的直径,AD与两圆所在的平面均垂直,AD=8.BC是☉O的直径,AB=AC=6,OE∥AD.(I)求二面角B-AD-F的大小;(II)求直线BD与EF所成的角.D O1EzCOFGxBA图2本题是近几年高考立体几何考题中较有创意的一道考题.由平面几何简单图形构成立体几何体(组合体)是全新的问题设问情境,值得关注和期待.该题无论用传统综合法还是用空间向量法来求解,都能比较顺利地解决问题,解法自然,入口容易.在此,笔者对该题进行深入挖掘,研究其相关的一些变式问题,对同学们复习立体几何知识无疑是具有一定的借鉴作用.变式1求二面角E-AB-O的大小解析方法1我们知道,求二面角很重要的一种方法是利用三垂线定理,即先找到其中一个平面的一条垂线,然后作相关辅助线,如图2所示.如本题,我们可以过E点作EG⊥AB(其实G是AB的中点,为什么?),连接O、G,则∠EGO就是所要求的二面角E-AB-O;接下来只要到Rt△EGO中求出∠EGO的大小为arccos3s73.这是很多同学会采用的一种方法.方法2因为OE∥AD,所以OE与圆O所在的平面垂直,则△EAB在底...     

例谈平面法向量的三种应用

在没有引入向量之前 ,我们在研究立体几何中距离、二面角的平面角、直线和平面所成的角等问题时 ,通常需要构造出距离和角 ,学生学习有困难 .现行高中新教材引入了平面法向量的概念 ,运用平面法向量研究角和距离 ,可以避免繁难的构造过程 ,用定量计算来代替定性的分析 ,突破了学生学习上的难点 ,开拓了立体几何解题的新思路 .今略举数例说明其解法 ,供大家参考 .1　求距离　　　　　　　图 1例 1　 (2 0 0 3年全国高考题 )如图1,直三棱柱ABC—A1B1C1中 ,底面是等腰直角三角形 ,∠ACB =90° ,侧棱AA1=2 ,D、E分别是CC1与A1B的中点 ,点…     

正射影下角与射影角的大小关系探究

有这样一道立体几何题:已知∠B AC的两边与平面M相交于B、C两点,∠B AC所在的平面与平面M斜交,点A在平面M内的射影为A1且A1、B、C不共线,试比较∠B AC与∠B A1C的大小.此题中两个角的大小关系与△ABC的形状有关(或者说直线AB、AC与平面M所成的角有关),还与△ABC与平面M所成的角     

发挥题型功能 注重能力考查(下)——1996年高考数学解答题的设计

文理科立体几何试题设计一、本题原型为:如图,正三棱柱 ABC—A_1B_1C 中,AB=AA_1,E为棱 BB_1的中点,求:截面 AEC_1与底面ABC 所成二面角(锐角)的大小。几何是研究物体的形状、数量关系及位置关系的学科,此题的本质是过正三棱柱棱上的特殊点(数量关系式理解为位置关系)的截面与侧面和底面具有特殊的位置关系(或数量关     

寻找点在平面内射影的一种方法

立体几何中求夹角和距离的问题是历年高考的热点和焦点．而用几何方法求夹角和距离时，往往离不开射影，尤其是涉及到平面外一点在平面内的射影的问题．例如，求点P到平面α的距离就要找出点P在平面α内的射影；求OP与平面α所成的线面角，就要找出OP在平面α内的射影；求二面角α—l-β，若知P∈α，可找出P在β内的射影，等等．     

由课本例题,破解高考试题(高二、高三)

如图1,《立体几何》课本给出了: S△ABC·cosθ=S△BCD 推广,可得①若平面图形面积为S,其所在平面a与平面β所成二面角为θ,则此平面图形在平面β的射影面积S’=S·cosθ进一步地,图1 ②若圆锥(台)的侧面积为S,其母线与底面所成角为θ,则其侧面在底面的射影面积S’=Scosθ. 用此结论,求解空间角与面积问题,如:     

面积射影定理的应用

立体几何中求两个平面所成的二面角，通常要作出二面角的平面角，这比较麻烦．许多题目如改用面积射影定理来求解，则往往较简便．设平面图形的面积为5，它在另一个平面上的射影为S＇=Scos α（＊），其中α是两个平面所成的角（0〈α〈π/2）.这里略去公式（＊）的证明，而直接给出（＊）的应用．