● (龍灣中學高二(5)班 浙江溫州 325000)
我們在解決幾何問題時往往會遇到這么一類題目:點在動或者線、面在動.這類題目有點難,難的是它讓人摸不著頭腦,不知從何處下手.但有一點十分關鍵:極端位置.
例1如圖1,在長方形ABCD中,AB=2,BC=1,E為DC的中點,F(xiàn)為線段EC(端點除外)上一動點.現(xiàn)將△AFD沿AF折起,使平面ABD⊥平面ABC.在平面ABD內過點D作DK⊥AB,K為垂足.設AK=t,則t的取值范圍是________.
(2009年浙江省數(shù)學高考試題)
圖1
當看完這道題后,你會發(fā)現(xiàn)這正是一道涉及動點的距離問題.動點的不確定性是本題的難點,但問題的關鍵是需要從變化中找出不變的關系.于是我們選取幾種位置,比較它們的大小,不難發(fā)現(xiàn)t會隨著點F的左移而變小.于是就合情合理地這樣假設:在最左端t有最大值,反之在最右端取到最小值.
例2正四面體ABCD的棱長為1,棱AB∥平面α,則正四面體上的所有點在平面α內的射影構成的圖形面積的取值范圍是________.
(2006年浙江省數(shù)學高考試題)
另解構造一個正方體,如圖2.若將平面AEBF看作平面α,則正四面體上所有點在平面α內的射影構成的圖形為正方形AEBF.因為AB=1,所以
若將ABH看作平面α,則正四面體上所有點在平面α內的射影構成的圖形為三角形ABH.因為AB=1,所以
圖2
圖3
例3如圖3,在棱柱的側棱A1A和B1B上各取一動點P,Q滿足A1P=BQ,過點P,Q,C的截面把棱柱分成2個部分,則其體積之比為
( )
分析由題意得只要滿足A1P=BQ,體積之比就不變,因此取極端位置就是解決此題的關鍵.
圖4
例4已知正方形的4個頂點A(0,0),B(2,0),C(2,1),D(0,1).一質點從AB的中點P0沿與AB夾角為θ的方向射到BC上的點Ρ1后,依次反射到CD,DA和AB上的點P2,P3和P4(入射角等于反射角).設點P4的坐標為(x4,0),若1 ( ) 通過對以上例題的探討,可知極端位置在解決某些幾何問題時能起到關鍵的作用.其實,這類問題并不可怕,也并非那么復雜,把復雜的問題簡單化,用極端位置來求解正能達到事半功倍的效果.