能運(yùn)用公理、定理和已獲得的結(jié)論證明一些與空間位置關(guān)系有關(guān)的簡(jiǎn)單命題,能用向量方法解決空間中的一些問(wèn)題,了解向量方法在研究幾何問(wèn)題中的作用.
能用向量方法和傳統(tǒng)方法解決直線與直線、點(diǎn)與平面、直線與平面、平面與平面的證明問(wèn)題和計(jì)算問(wèn)題. 若問(wèn)題中有正方體、長(zhǎng)方體、底面有一角為直角的直棱柱、底面為菱形的直四棱柱、四棱錐等凡能出現(xiàn)三條兩兩垂直直線的圖形,常??紤]建立空間直角坐標(biāo)系用向量的方法求解. 要注意向量運(yùn)算與基本性質(zhì)相結(jié)合的論述,這是今后的方向,可以“形到形”,可以“數(shù)到形”,注意數(shù)形結(jié)合. 也要注意常規(guī)方法的使用.
高考定位:
它是高考考查的重要方面,以解答題的形式出現(xiàn).清楚線線平行、線面平行、面面平行,以及線線垂直、線面垂直、面面垂直之間的相互轉(zhuǎn)化. 清楚用向量法解立體幾何問(wèn)題是主趨勢(shì),掌握向量法解立體幾何問(wèn)題的方法,可以使幾何問(wèn)題化難為易,可以使立體幾何中的角、距離的求法公式化.
題型一:用定理和性質(zhì)證明平行和垂直
1. 平行證明
(1)線線平行:①線線平行的定義;②公理4;③線面平行的性質(zhì)定理;④面面平行的性質(zhì)定理;⑤線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面平行:①線面平行的定義;②線面平行的判定定理;③面面平行的性質(zhì)定理.
(3)面面平行:①面面平行的定義;②面面平行的判定定理,③線面垂直的性質(zhì)定理;④面面平行的傳遞.
2. 垂直證明
(1)線線垂直:①線線垂直的定義;②線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面垂直:①線面垂直的定義;②線面垂直的判定定理;③面面垂直的性質(zhì)定理.
(3)面面垂直:①面面垂直的定義;②面面垂直的判定定理.
如圖1,已知在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E和F分別為CD,PC的中點(diǎn). 求證:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
完美解答 (1)因?yàn)槠矫鍼AD∩平面ABCD=AD. 又平面PAD⊥平面ABCD,且PA⊥AD. 所以PA⊥底面ABCD.
(2)因?yàn)锳B∥CD,CD=2AB,E為CD的中點(diǎn),所以AB∥DE,且AB=DE. 所以ABED為平行四邊形.所以BE∥AD. 又因?yàn)锽E?埭平面PAD,AD?奐平面PAD,所以BE∥平面PAD.
(3)因?yàn)锳B⊥AD,且四邊形ABED為平行四邊形,所以BE⊥CD,AD⊥CD. 由(1)知PA⊥底面ABCD,則PA⊥CD,所以CD⊥平面PAD,從而CD⊥PD. 又E,F(xiàn)分別為CD,CP的中點(diǎn),所以EF∥PD,故CD⊥EF. 由EF,BE在平面BEF內(nèi),且EF∩BE=E,所以CD⊥平面BEF. 所以平面BEF⊥底面PCD.
題型二:求空間距離
空間距離是指兩點(diǎn)距離、點(diǎn)線距離、點(diǎn)面距離、線線距離、線面距離以及面面距離等. 以上距離都可轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)距離即線段長(zhǎng)來(lái)計(jì)算. 這六種距離的重點(diǎn)和難點(diǎn)是求點(diǎn)到平面的距離,因?yàn)榫€線距離、線面距離和面面距離除用定義能直接計(jì)算得出結(jié)果外,還可以轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離進(jìn)行計(jì)算. 另外,高考對(duì)異面直線距離的考查不會(huì)太復(fù)雜,一般都是能找到公垂線段,如果遇到未給出公垂線段的問(wèn)題,可以采用函數(shù)最值法(異面直線上任意兩點(diǎn)距離的最小值)或轉(zhuǎn)化為點(diǎn)面距離、線面距離、面面距離來(lái)求解.
如圖2,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,求底面中心點(diǎn)O到平面B1D1C的距離.endprint
能運(yùn)用公理、定理和已獲得的結(jié)論證明一些與空間位置關(guān)系有關(guān)的簡(jiǎn)單命題,能用向量方法解決空間中的一些問(wèn)題,了解向量方法在研究幾何問(wèn)題中的作用.
能用向量方法和傳統(tǒng)方法解決直線與直線、點(diǎn)與平面、直線與平面、平面與平面的證明問(wèn)題和計(jì)算問(wèn)題. 若問(wèn)題中有正方體、長(zhǎng)方體、底面有一角為直角的直棱柱、底面為菱形的直四棱柱、四棱錐等凡能出現(xiàn)三條兩兩垂直直線的圖形,常??紤]建立空間直角坐標(biāo)系用向量的方法求解. 要注意向量運(yùn)算與基本性質(zhì)相結(jié)合的論述,這是今后的方向,可以“形到形”,可以“數(shù)到形”,注意數(shù)形結(jié)合. 也要注意常規(guī)方法的使用.
高考定位:
它是高考考查的重要方面,以解答題的形式出現(xiàn).清楚線線平行、線面平行、面面平行,以及線線垂直、線面垂直、面面垂直之間的相互轉(zhuǎn)化. 清楚用向量法解立體幾何問(wèn)題是主趨勢(shì),掌握向量法解立體幾何問(wèn)題的方法,可以使幾何問(wèn)題化難為易,可以使立體幾何中的角、距離的求法公式化.
題型一:用定理和性質(zhì)證明平行和垂直
1. 平行證明
(1)線線平行:①線線平行的定義;②公理4;③線面平行的性質(zhì)定理;④面面平行的性質(zhì)定理;⑤線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面平行:①線面平行的定義;②線面平行的判定定理;③面面平行的性質(zhì)定理.
(3)面面平行:①面面平行的定義;②面面平行的判定定理,③線面垂直的性質(zhì)定理;④面面平行的傳遞.
2. 垂直證明
(1)線線垂直:①線線垂直的定義;②線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面垂直:①線面垂直的定義;②線面垂直的判定定理;③面面垂直的性質(zhì)定理.
(3)面面垂直:①面面垂直的定義;②面面垂直的判定定理.
如圖1,已知在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E和F分別為CD,PC的中點(diǎn). 求證:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
完美解答 (1)因?yàn)槠矫鍼AD∩平面ABCD=AD. 又平面PAD⊥平面ABCD,且PA⊥AD. 所以PA⊥底面ABCD.
(2)因?yàn)锳B∥CD,CD=2AB,E為CD的中點(diǎn),所以AB∥DE,且AB=DE. 所以ABED為平行四邊形.所以BE∥AD. 又因?yàn)锽E?埭平面PAD,AD?奐平面PAD,所以BE∥平面PAD.
(3)因?yàn)锳B⊥AD,且四邊形ABED為平行四邊形,所以BE⊥CD,AD⊥CD. 由(1)知PA⊥底面ABCD,則PA⊥CD,所以CD⊥平面PAD,從而CD⊥PD. 又E,F(xiàn)分別為CD,CP的中點(diǎn),所以EF∥PD,故CD⊥EF. 由EF,BE在平面BEF內(nèi),且EF∩BE=E,所以CD⊥平面BEF. 所以平面BEF⊥底面PCD.
題型二:求空間距離
空間距離是指兩點(diǎn)距離、點(diǎn)線距離、點(diǎn)面距離、線線距離、線面距離以及面面距離等. 以上距離都可轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)距離即線段長(zhǎng)來(lái)計(jì)算. 這六種距離的重點(diǎn)和難點(diǎn)是求點(diǎn)到平面的距離,因?yàn)榫€線距離、線面距離和面面距離除用定義能直接計(jì)算得出結(jié)果外,還可以轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離進(jìn)行計(jì)算. 另外,高考對(duì)異面直線距離的考查不會(huì)太復(fù)雜,一般都是能找到公垂線段,如果遇到未給出公垂線段的問(wèn)題,可以采用函數(shù)最值法(異面直線上任意兩點(diǎn)距離的最小值)或轉(zhuǎn)化為點(diǎn)面距離、線面距離、面面距離來(lái)求解.
如圖2,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,求底面中心點(diǎn)O到平面B1D1C的距離.endprint
能運(yùn)用公理、定理和已獲得的結(jié)論證明一些與空間位置關(guān)系有關(guān)的簡(jiǎn)單命題,能用向量方法解決空間中的一些問(wèn)題,了解向量方法在研究幾何問(wèn)題中的作用.
能用向量方法和傳統(tǒng)方法解決直線與直線、點(diǎn)與平面、直線與平面、平面與平面的證明問(wèn)題和計(jì)算問(wèn)題. 若問(wèn)題中有正方體、長(zhǎng)方體、底面有一角為直角的直棱柱、底面為菱形的直四棱柱、四棱錐等凡能出現(xiàn)三條兩兩垂直直線的圖形,常常考慮建立空間直角坐標(biāo)系用向量的方法求解. 要注意向量運(yùn)算與基本性質(zhì)相結(jié)合的論述,這是今后的方向,可以“形到形”,可以“數(shù)到形”,注意數(shù)形結(jié)合. 也要注意常規(guī)方法的使用.
高考定位:
它是高考考查的重要方面,以解答題的形式出現(xiàn).清楚線線平行、線面平行、面面平行,以及線線垂直、線面垂直、面面垂直之間的相互轉(zhuǎn)化. 清楚用向量法解立體幾何問(wèn)題是主趨勢(shì),掌握向量法解立體幾何問(wèn)題的方法,可以使幾何問(wèn)題化難為易,可以使立體幾何中的角、距離的求法公式化.
題型一:用定理和性質(zhì)證明平行和垂直
1. 平行證明
(1)線線平行:①線線平行的定義;②公理4;③線面平行的性質(zhì)定理;④面面平行的性質(zhì)定理;⑤線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面平行:①線面平行的定義;②線面平行的判定定理;③面面平行的性質(zhì)定理.
(3)面面平行:①面面平行的定義;②面面平行的判定定理,③線面垂直的性質(zhì)定理;④面面平行的傳遞.
2. 垂直證明
(1)線線垂直:①線線垂直的定義;②線面垂直的性質(zhì)定理.
(2)線面垂直:①線面垂直的定義;②線面垂直的判定定理;③面面垂直的性質(zhì)定理.
(3)面面垂直:①面面垂直的定義;②面面垂直的判定定理.
如圖1,已知在四棱錐P-ABCD中,AB∥CD,AB⊥AD,CD=2AB,平面PAD⊥底面ABCD,PA⊥AD,E和F分別為CD,PC的中點(diǎn). 求證:
(1)PA⊥底面ABCD;
(2)BE∥平面PAD;
(3)平面BEF⊥平面PCD.
完美解答 (1)因?yàn)槠矫鍼AD∩平面ABCD=AD. 又平面PAD⊥平面ABCD,且PA⊥AD. 所以PA⊥底面ABCD.
(2)因?yàn)锳B∥CD,CD=2AB,E為CD的中點(diǎn),所以AB∥DE,且AB=DE. 所以ABED為平行四邊形.所以BE∥AD. 又因?yàn)锽E?埭平面PAD,AD?奐平面PAD,所以BE∥平面PAD.
(3)因?yàn)锳B⊥AD,且四邊形ABED為平行四邊形,所以BE⊥CD,AD⊥CD. 由(1)知PA⊥底面ABCD,則PA⊥CD,所以CD⊥平面PAD,從而CD⊥PD. 又E,F(xiàn)分別為CD,CP的中點(diǎn),所以EF∥PD,故CD⊥EF. 由EF,BE在平面BEF內(nèi),且EF∩BE=E,所以CD⊥平面BEF. 所以平面BEF⊥底面PCD.
題型二:求空間距離
空間距離是指兩點(diǎn)距離、點(diǎn)線距離、點(diǎn)面距離、線線距離、線面距離以及面面距離等. 以上距離都可轉(zhuǎn)化為兩點(diǎn)距離即線段長(zhǎng)來(lái)計(jì)算. 這六種距離的重點(diǎn)和難點(diǎn)是求點(diǎn)到平面的距離,因?yàn)榫€線距離、線面距離和面面距離除用定義能直接計(jì)算得出結(jié)果外,還可以轉(zhuǎn)化為求點(diǎn)到平面的距離進(jìn)行計(jì)算. 另外,高考對(duì)異面直線距離的考查不會(huì)太復(fù)雜,一般都是能找到公垂線段,如果遇到未給出公垂線段的問(wèn)題,可以采用函數(shù)最值法(異面直線上任意兩點(diǎn)距離的最小值)或轉(zhuǎn)化為點(diǎn)面距離、線面距離、面面距離來(lái)求解.
如圖2,在正方體ABCD-A1B1C1D1中,求底面中心點(diǎn)O到平面B1D1C的距離.endprint
數(shù)學(xué)教學(xué)通訊·初中版2014年6期