巧用法向量妙解立几问题

历年高考中,关于空间距离,空间角问题,是考察的重点和热点。以法向量为工具求空间角,距离,可以避免纷繁复杂的几何推理和运算,从而使解答过程顺畅、简捷。下面以2006年高考立体几何题为例,说明法向量在求解立体几何问题时的妙用。1.用法向量求点到平面的距离如图1,设A是平面α外一点,AB是α的一条斜线,交平面α于点B,而n!是平面α的法向量,那么向量B"#A在n!方向上的正射影长就是点A到平面α的距离h,∴h=｜"B#A｜·｜cos〈B"#A,n!〉｜=｜B"#A·n!｜｜n!｜例1(06年福建卷、理18)如图2,四面体ABCD中,O、E分别是BD、BC的中点CA=CB=C…     

探求以空间图形为背景的轨迹问题

探求以空间图形为背景的轨迹问题 ,要善于把立体几何问题转化到平面上 ,再联合运用平面几何、立体几何、空间向量、解析几何等知识去求解 ,实现从立体几何到解析几何的过渡 .下面通过典型例题的分析解答 ,探索题型规律 ,揭示解题方法 .例 1　己知平面α∥平面 β ,直线l α ,平面α ,β间的距离为 8,则在 β内到点P的距离为 10且到直线l的距离为 9的点的轨迹是(　　 )A 一个圆　　B 两条直线C 四个点　　D 两个点解析　如图 1,设点P在平面 β上的射影是O ,则OP是平面α ,β的公垂线段 ,OP =8.在 β内到点P的距离等于 10的点到点O的距…     

巧用平面向量解立体几何问题

平面向量是解答立体几何问题的一种快速、简捷的运算工具.不少复杂的立体几何问题,引入平面向量后,通过将空间元素的位置关系转化为数量关系,将过去的形式逻辑证明转化为数值运算,即借助平面使解题模式化,用机械性操作把问题转化,因此,平面向量为立体几何代数化带来了极大的便利.下面,介绍平面向量在立体几何中的应用.例1如图1,AB、CD为异面直线,CD平面α,AB∥平面α,M、N分别是AC、BD的中点,求证:MN∥平面α.证明:因为CD平面α,AB∥平面α且所以在α内存在a、b使AB=a,CD=b,且a、b不共线,由M、N分别是AC、BD的中点,得MN=21(MB…     

求异面直线间距离的一种方法——化为求点到直线的距离

将空间问题转化为平面问题,是研究立体几何的常用方法.求两条异面直线间的距离,就可用这个思想方法.如图(1)a,b为异面直线,过a上任一点O作平面α⊥a,β⊥a。并与α交于b＇,则α∥β,故a,b间的距离即为α与β间的距离。在平面α内作OB⊥b＇于B,则OB即为直线a,b间的距离。所以要求异面直线a,b间的距离,只要将a,b正投影到与a垂直的平面α内,     

利用空间“直角架”求解和距离

立体几何中 ,角和距离是刻划空间点、线、面之间的相互位置的两种基本量 ,求空间角和距离是高考立体几何的重点问题之一 .在求这些角和距离时 ,怎样把它们相应的平面角和两点距离找出来是关键 .在这种转化过程中 ,如果注意寻找利用以下图形结构 ,往往有助于问题的解决 .图 1如图 1,AO⊥平面α,O为垂足 ,OB,EF都在α内 ,OB⊥ EF,垂足为B.那么在 Rt△ AOB中 ,AO是点 A到平面 α的距离 ;OB是两条互相垂直的异面直线 AO和EF的距离 ;AB是点 A到 EF的距离 ;∠ABO既是直线 AB与平面 α所成的角 ,又是二面角 A- EF- O的平面角 ;Rt△…     

一题一议

历届高考数学科试卷中,总是少不了立体几何题。1991年理工类数学卷第23题又是立体几何,这一命题的优劣值得探讨。题:已知ABCD是边长为4的正方形、E、F分别是AB、AD的中点,GC垂直于ABCD所在的平面,且GC=2。求点B到平面EFG的距离。参考解答(标准答案)及评分标准中指出:本小题考查直线与直线,直线与平面,平面与平面的位置关系,以及逻辑推理和空间想象能力。满分10分。解(解法一,即标准答案):如图一、连结EG、     

求解立体几何中的动点轨迹问题

立体几何中的动点轨迹问题是高考立体几何中的一个新亮点,其实质是立体几何与解析几何的知识交汇。解决动点轨迹问题,关键是将点面距离、线面距离转化为二维空间的平面轨迹问题。一轨迹是点的问题例1(2006年浙江模拟卷)已知平面α∥平面β,直线l(?)α,且P∈l,平面α、平面β间的距离为8,则在β内到点P     

立体几何中的七种常见解题技巧

在立体几何的复习中,倘能在正确掌握基础知识和基本技能的同时,讲究一些解题技巧,常可获事半功倍之效·一、平移我们知道两条平行直线和一条直线或一个平面成等角,这就为平移提供了用武之地·平移可以使分散的条件集中,可以使立体几何问题迅速向平面几何问题转化·例1如图1,已知正方体ABCD—A1B1C1D1中,P为AA1的中点,O为底面ABCD的中心,求PO与截面C1BD所成的角·解:连结A1C、AC,因为P、O分别为AA1、AC的中点,所以PO∥A1C·因为AA1⊥底面ABCD,所以A1C在底面ABCD的射影为AC·又因BD⊥AC,所以BD⊥A1C·同理BC1⊥A1C·…     

立体几何中的7种常见解题技巧

在立体几何的复习中 ,倘能在正确掌握基础知识和基本技能的同时 ,讲究一些解题技巧 ,常可获事半功倍之效 .1　平移我们知道两条平行直线和一条直线或一个平面成等角 ,这就为平移提供了用武之地 .平移可以使分散的条件集中 ,可以使立体几何问题迅速向平面几何问题转化 .例 1　如右图 ,已知正方体ABCD A1 B1 C1 D1 中 ,P为AA1 的中点 ,O为底面ABCD的中心 ,求PO与截面C1 BD所成的角 .解　连接A1 C、AC ,因为P、O分别为AA1 、AC的中点 ,所以PO∥A1 C .因为AA1⊥底面ABCD ,所以A1 C在底面ABCD的射影为AC .又因BD⊥AC ,所以…     

在错误中受到的启发

在立体几何的复习中,倘能在正确掌握基础知识和基本技能的同时,讲究一些解题技巧,常可获事半功倍之效.本文就此谈几点,供读者参考.一、平移我们知道两条平行直线和一条直线或一个平面成等角,这就为平移提供了用武之地.平移可以使分散的条件集中,可以使立几问题迅速向平几问题转化.图1【例1】如图1,已知正方体ABCD-A1B1C1D1中,P为AA1的中点,O为底面ABCD的中心,求PO与截面C1BD所成的角.解:连接A1C、AC,∵P、O分别为AA1、AC的中点.∴PO∥A1C.∵AA1⊥底面ABCD,∴A1C在底面ABCD的射影为AC,又∵BD⊥AC,∴BD⊥A1C.同理BC1…     

看高考试题探讨高三后期立体几何复习

一、近几年江苏高考立体几何题赏析 例1:(2008年江苏高考几何题)如图1,在四面体ABCD中,CB=CD,AD⊥BD,点E、F分别是AB、BD的中点, 求证:(1)直线EF∥平面ACD;(2)平面EFC⊥平面BCD. [解析]本小题考查空间直线与平面、平面与平面的位置关系的判定. 解:(1)因为E,F分别是AB,BD的中点, 所以EF是△ABD的中位线,所以EF//AD, 因为EF(≮)面ACD,AD(∈)面ACD,所以直线EF∥面ACD.     

点到平面的距离的几种求法

在立体几何中,求点到平面的距离是一种常见的题型,其他如直线到平面的距离、平行平面间的距离以及多面体的体积也常转化为求点到平面的距离来求解.因此,点到平面的距离在立体几何的距离问题中相当重要,下面举例说明点到平面的距离的几种求法.     

立体几何测试卷

一、选择题(每小题5分,共60分)1.已知α、β是平面,m、n是直线,下列命题中不正确的是A.若m∥n,m⊥α,则n⊥αB.若m∥α,α∩β=n,则m∥nC.若m⊥α,m⊥β,则α∥βD.若m⊥α,m*β,则α⊥β2.将正方形ABCD沿对角线BD折成一个120°的二面角,点C到达点C1,这时异面直线AD与BC1所成角的余弦值是A.%22B.21C.%43D.343.一个长方体共一顶点的三个面的面积分别是%2、%3、%6,这个长方体对角线的长为A.2%3B.3%2C.6D%6.4.已知l、m、n是直线,α、β是平面,下列命题中是真命题的是A.若m∥α,n∥α,则m∥nB.设α—l—β是直二面角,若m⊥l,则m⊥βC…     

以空间图形为背景的轨迹问题例析

例1已知平面α∥平面β,直线l奂α,点Pl,平面α、β间的距离为8,则在平面β内到点P的距离为10,且到直线l的距离为9的点的轨迹是()A.一个圆B.两条直线C.四个点D.两个点解析如图所示,设点P在平面β内的射影是O,则OP是平面α、β的公垂线段,OP=8.在平面β内到点P的距离等于10的点到点O的距离等于6,故点的集合是以O为圆心,以6为半径的圆.在平面β内到直线l的距离等于9的点的集合是两条平行直线m、n,它们到点O的距离都等于92-82姨=17姨<6,所以直线m、n与这个圆均相交,共有四个交点.因此,所求点的轨迹是四个点.选C.例2已知正方体ABCD—…     

怎样求点到平面的距离

在立体几何中,求点到平面的距离是一个常见的题型,同时求直线到平面的距离、平行平面间的距离及多面体的体积也常转化为求点到平面的距离.本文总结几种求点到平面距离的常用方法,供参考.     

“转化思想”在简单多面体中的应用

将立体空间的问题转化为二维的平面问题,将未知向已知转化,这是解决简单多面体的策略之一.例1(1999年全国卷)如图1,已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1,点E在棱D1D上,截面EAC∥D1B,且面EAC与底面ABCD所成的角为45°,AB=a.(1)求截面EAC的面积;(2)求异面直线A1B1与AC之间的距离;(3)求三棱锥B1-EAC的体积.分析:本题主要涉及空间线面关系,二面角和距离概念.问题(1)属于截面积计算问题,可按截面的几体形状直接计算.因此,需求AC边上的高.问题(2)属于异面直线间的距离计算,需找出异面直线间的公垂线,然后可通过等价转换变成平面正方形内线…     

求点面距离的几种方法

由于线面距离及面面距离常转化为点面距离来求,异面直线的距离有时也转化为线面距离,进而转化为点面距离求解,所以点面距离的求法是学习的重点,学生必须掌握. 一、定义法构造垂面,利用面面垂直性质作出点面距离来求. 例1 (1993年上海高考题24题改编)已知二面角α-PQ-β为60°,点A和B分别在平面α和平面β上,点C在棱PQ上,∠ACP=∠BCP=30°,CA=CB=a,求点B到平面α的距离.     

关于2004年高考数学浙江卷立体几何题的问答

问:今年浙江省高考试题立体几何占分是否合理?难度如何?答:今年立体几何(理科)有小题两道占9分,大题一道占12分,共计21分,与教学所占课时比例吻合,难度适中,请看下面试题与答案:(10)如图1,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,已知AB=1,D在棱BB1上,且BD=1,若AD与平面AA1C1C所成的角为α,则α=A.π3B.π4C.arcsin104D.arcsin64(16)已知平面α和平面β交于直线l,P是空间一点,PA⊥α,垂足为A,PB⊥β,垂足为B,且PA=1,PB=2,若点A在β内的射影与点B在α内的射影重合,则点P到l的距离为.(19)如图2,已知正方形ABCD和矩形ACEF所在的平面互相垂直…     

动静相融 降维转化 两法结合——例谈解决立体几何背景下的解析几何问题的有效策略

立体几何和解析几何问题是高中数学的难点和热点,以立体几何为载体、以解析为嵌入的问题在各类考试中频繁出现.这要求学生既要有比较好的空间思维能力,又要有细致的计算能力,能有效地体现学科的交叉、数学思想的融合.这里针对不同的问题类型,探讨解题方法,挖掘解题策略,实现解题的有效性.1几何法和代数法解决立体几何背景下的椭圆问题例1如图1,面ACD⊥平面α,B为AC的中点,|AC|=2,∠DBC=60°,P为α内的动点,且点P到直线BD的距离为√3,则∠APC的最大值为     

例谈异面直线的距离的求法

例1已知正方形ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,求直线DA1与AC的距离.一、定义法利用异面直线距离的定义,作(找)出公垂线段并求其长度.解法1:如图1,易证BD1⊥AC,BD1⊥DA1,设DD1的中点为E,BD交AC于O,则OE∥BD1,连接AE交DA1于M,作MN∥OE交AC于N,则MN∥BD1,则MN为AC与DA1的公垂线段.如图2,