立体几何中最值问题的解题思路

立体几何中最值问题的解题思路李成章立体几何中的最值问题，常涉及不等式、函数、三角等有关知识，解决这类问题，需有一定的数学基础知识和灵活的解题方法。本文以一些典型实例，归纳一下解立体几何最值问题的一些思路，供参考。１．构造函数，利用函数性质求最值根据几...     

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…     

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     

怎样求二面角的大小?

立体几何中求二面角的大小问题是重点和难点内容 ,同学们往往因找不到二面角的平面角或有效避开找二面角的平面角而苦恼 .下面结合典型例题介绍几种常用的解题方法和技巧 .一、定义法依据二面角的平面角的定义 ,只要找到二面角的棱的垂面便可获得二面角的平面角 .图 1例 1　如图 1,二面角α - l-β内一点 P,PA⊥α于 A ,PB⊥β于 B,∠ APB =6 0°,求二面角α - l -β的大小 .解 :设 PA与 PB所确定的平面为γ,设γ∩ l =O,连结 AO,BO,设γ∩α=AO,γ∩β =BO.∵ PA⊥α,l α,∴ PA⊥l;同理 :PB⊥ l,∴ l⊥γ.∵γ∩α =AO,γ∩…     

立体几何中的“百宝箱”——正方体

正方体是立体几何中最常见的几何体,立体几何中许多概念、定理都可以用正方体中的点、线、面的关系说明,因此正方体有“百宝箱”的美称,成为考查立体几何知识的主要载体,下面分类说明.一、利用正方体验证命题的正确性例1设α、β为两个不同的平面,l、m为两条不同的直线,且lα,m     

正、余弦函数有界性的解题功能

｜sinx｜≤1、｜cosx｜≤1(x∈R),是三角函数中广泛应用的重要性质,恰当运用可使解题过程简捷流畅;反之,忽视正、余弦函数的有界性,是解题过程中出现错误的常见原因.下面结合实例介绍它的解题功能.一、求角【例1】已知6sin3β-cos22α=6,求α、β.解:原方程变形为6(sin3β-1)=cos22α,则有6(sin3β-1)≥0,即sin3β≥1因为｜sin3β｜≤1,所以sin3β=1,3β=2kπ 2π,即β=23kπ 6π(k∈Z),此时,cos2α=0,2α=kπ 2π,即α=12kπ 4π(k∈Z).评注:等式中含有两个未知数,需从正弦函数的有界性中挖掘隐含条件,寻找突破口.二、求最值【例2】求函…     

从结论入手巧探立几证题途径举例

立体几何中,有关“平行”与“垂直”的证明问题,既是教学的重点,又是难点.本文“从结论入手”,利用反向思维,巧探立几证题途径.例1 已知a、6是异面直线,a⊥平面α,b⊥平面β,且αβ,b a,AB为a与b的公垂线段,α∩β=c,求证:c∥AB.分析:(如图1),要证     

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…     

立体几何中的最值问题

立体几何的最值问题是立体几何的一大难点 ,学生在解决这类问题时 ,总存在着一定的心理和思维方面的障碍 .因此 ,解决好立体几何的最值问题 ,不仅可以提高学生分析问题和解决问题的能力 ,而且可以提高学生的数学应用能力和数学综合能力 .本文想就立体几何最值问题的几个类型和解题策略 ,通过具体实例加以归纳 ,以供参考 .1　与线段长有关的最值问题例 1　已知正方形ＡＢＣＤ与正方形ＡＢＥＦ所在平面互相垂直 ,ＡＢ =ａ ,Ｍ为对角线ＡＣ上一点 ,Ｎ为对角线ＦＢ上一点 ,且ＡＭ =ＦＮ =ｘ ,求ｘ为何值时ＭＮ取得最小值 ?分析　此题的关键是建…     

平面法向量在空间立几上的应用

<正>高中课本引入空间的向量后,高考中的立体几何问题大多可用向量的知识解.从而使解题更简捷有效.综观近年高考立体几何试题都设计为一题两法,既可用传统立体几何知识来解,又可用空间向量的知识求解,须恰当选用.在空间直角坐标系中,如果表示向量n,的有向线段所在的直线垂直于平面α,则称向量式为平面α的法向量.如果表示向量,n的有向线段所在的直线垂直于两条异面直线l1、l2,(即两条异面直线的公     

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△…     

最值问题的思维发散方向

最值问题是中学数学的重点和难点内容之一,确定正确的解题方向是解题成功的关键 .本文介绍十一种最值问题的思维发散方向 . 一、联想二次函数 例 1. 求函数 y=x2－的最小值 . 解：令 u= (u≥ ),有 x2=. y=u2－ u－ =(u－ 1)2－ 2, 由根据二次 函数的性质可得 ymin=－ . 二、联想函数的单调性 例 2.求函数 y=(a2>b2)的最小值 . 解：令 u= (u≥ |a|),则 y=u＋ (u≥ |a|). 易证函数 y=u＋ (u≥ |a|)为增函数 . ∴ 当 u=|a|,即 x=0时,函数有最小值为 . 三、联想正弦型或余弦型函数的有界性 例 3. 求函数 y=x＋的最值 . 解：令 x=sinα,α∈…     

立体几何中几种常见错误分析

立体几何是中学生觉得难学的科目之一，所谓难学，是指他们容易解错题．具体说来，他们的解题错误大约有如下几种．一、思维定势的影响产生错误立体几何第一章中主要研究的是直线与直线，直线与平面、平面与平面的位置关系，有关这些位置关系的判定和性质与平面几何中的某些结论有时候很相似，加上学生刚刚学完两年的平面几何，因此，在思维惯性的影响下，常将立体问题当成平面问题来处理而出现错误．例1如图，直线AC、DF被三个平行平面α、β、γ所截，求证：37．8）（指《立体几何》第37页第8题，下同）证明：连结AD、BE、CF，∵α∥…     

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     

立体几何解题的基本策略

逻辑推理能力与空间想象能力是解决立体几何问题的能力基础,如何把这两大能力转化为具体的解题方法呢?本文为此归纳了几种基本的策略方法,供同学们参考.一、点、线、面间关系的转化立体几何的知识结构中最核心的内容是线面间的垂直、平行关系,而它们有通过判定定理、性质定理而相互转化:点点———点线点线面线线面———面面.有意识思考这些转化,会提高运用定理的自觉性.图1【例1】如图1,二面角α-AB-β的平面角为30°,在β上作AD⊥AB,AD=10,过D作CD⊥α于C,若∠ACB=60°,求异面直线AC与BD的距离.解:分三个步骤完成图2(1)将“线线…     

求异面直线间距离的又一方法

求异面直线间的距离为高中《立体几何》的难点.有关书刊介绍不少方法.本文旨在利用三角形面积射影给出它的求法。为此,先证明下面的命题: 若异面直线a,b所在平面成θ度的二面角α-l-β,且B‖l间的距离为c,则异面直线a,b间的距离d=csioθ (A) 证明:设a∈α b∈β在b上任取一点P,作PM⊥l,PN⊥α,M、N为垂足连结MN,由三垂线定理的逆定理知MN⊥l     

用多种方法解直线与平面所成角

<正>立体几何试题在高考中占了很大的分量,研究其解题方法显得尤为重要.直线与平面所成角问题是高考立体几何试题中几乎每年都会考到的问题,每年都有很多考生在这方面丢分.基于此,本文主要研究"从形到形"的传统方法与"化形为算"的向量法,解决立体几何空间角的有关问题,以便学生学会多种解题方法,做到有备无患.【知识回顾】(1)定义:直线l上任取一点P(交点除外),作PO⊥α于O,     

立体几何中常见错误剖析

<正> 在立体几何的教学中,学生易犯的错误,归纳起来有以下几类: 一、知识负迁移导致的错误例1 已知平面α⊥平面β,α∩β=l,P∈α,P(?)l,过点P作与l垂直的直线有几条? 分析学生回答中多数认为只有     

平面的法向量及其应用

先介绍以下结论 :如果ａ =(ａ1 ,ａ2 ,ａ3) ,ｂ =(ｂ1 ,ｂ2 ,ｂ3)为平面α上的两个不共线向量 ,又ｎ =(ｘ ,ｙ,ｚ) ,且ｎ·ａ=ａ1 ｘ +ａ2 ｙ +ａ3ｚ =0 ,ｎ·ｂ =ｂ1 ｘ+ｂ2 ｙ+ｂ3ｚ=0 ,则ｎ⊥平面α ,向量ｎ叫做平面α的法向量 .利用平面α的法向量ｎ,可解决立体几何中有关线面夹角、线面垂直、面面垂直、求二面角的大小和求点到平面的距离等问题 ,且思路清晰 ,解题快捷、准确 .以下举例说明它的应用 .一、直线与平面垂直要证直线与平面垂直 ,只要直线上的向量与该平面的法向量平行即可 .例 1　在棱长为 1的正方体ＡＢＣＤ -Ａ1 Ｂ1 Ｃ1 …