黃治元
立體幾何中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題主要涉及點(diǎn)、線(xiàn)的移動(dòng)或是平面的翻折所形成的線(xiàn)線(xiàn)角、線(xiàn)面角問(wèn)題,以及所形成的軌跡、最值問(wèn)題,立體幾何動(dòng)態(tài)問(wèn)題的解決需要較高的空間想象能力和化歸處里能力,既要善于在運(yùn)動(dòng)中找到不變量做到動(dòng)中求靜,又要善于發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的本質(zhì)與共性,力爭(zhēng)找出解決問(wèn)題的通性通法.
1 利用最小角定理解決立體幾何中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題
最小角定理平面的一條斜線(xiàn)和它在平面內(nèi)的射影所成角(即直線(xiàn)與平面所成角),就是它和平面內(nèi)所有直線(xiàn)所成角中的最小角.
2 利用最大角定理解決立體幾何中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題
最大角定理如圖3,設(shè)點(diǎn)P是二面角α一l一β的半平面α內(nèi)的半圓弧ABC上一動(dòng)點(diǎn),OB ⊥l于點(diǎn)O,則直線(xiàn)OP與平面β所成角的最大值等于二面角α一l一β的大小,
簡(jiǎn)證 點(diǎn)P沿半圓弧從A移動(dòng)到B時(shí),點(diǎn)P到平面β的距離h逐漸增大,則直線(xiàn)O與平面β所成角正弦值h/OP增大(OP長(zhǎng)度不變),從而直線(xiàn)OP與平面β所成角逐漸增大,當(dāng)點(diǎn)P位于點(diǎn)B處時(shí),直線(xiàn)OP與平面β所成角達(dá)到最大值,即為二面角a-l-β的大小,
評(píng)注此結(jié)論可以解決某平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)直線(xiàn)與另一相交平面所成角最值問(wèn)題,
例2如圖4,己知三棱錐A -BCD的所有棱長(zhǎng)均相等,點(diǎn)E滿(mǎn)足DE= 3EC.點(diǎn)P在棱AC上運(yùn)動(dòng),設(shè)E與平面BCD所成角為θ,則sinθ的最大值為_(kāi)___.
解析由最大角定理,sinθ的最大值即為二面角A -CD-B的正弦值,由正四面體熟知的結(jié)論,知二面角A一CD -B的正弦值為2√2/3,所以sinθ的最大值為2√2/3,
例3如圖5,某人在垂直于水平地面ABC的墻面前的點(diǎn)A處進(jìn)行射擊訓(xùn)練,己知點(diǎn)A到墻面的距離為AB,某目標(biāo)點(diǎn)P沿墻面上的射擊線(xiàn)CM移動(dòng),此人為了準(zhǔn)確瞄準(zhǔn)目標(biāo)點(diǎn)P,需計(jì)算由點(diǎn)A觀察點(diǎn)P的仰角θ的大小,若AB=15m,AC= 25m,
3 利用阿波羅尼斯圓解決立體幾何中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題
阿波羅尼斯圓平面內(nèi)到兩個(gè)定點(diǎn)A,B的距離之比等于常數(shù)λ(λ≠1)的點(diǎn)P的軌跡是圓,稱(chēng)該圓為阿波羅尼斯圓,簡(jiǎn)稱(chēng)阿氏圓.
簡(jiǎn)證 如圖7,在線(xiàn)段AB及其延長(zhǎng)線(xiàn)上取點(diǎn)
結(jié)束語(yǔ) 立體幾何中的動(dòng)態(tài)問(wèn)題是指空間中某些點(diǎn)、線(xiàn)、面的位置不確定或可變的一類(lèi)開(kāi)放性問(wèn)題,其解決的過(guò)程實(shí)質(zhì)是數(shù)學(xué)建模的過(guò)程,把問(wèn)題回歸到最本質(zhì)的定義、定理或構(gòu)建的模型中.23E49A37-AAD7-4A24-8D70-596D25FA183E