鄭加金
(福建省莆田市仙游縣華僑中學(xué) 351200)
立體幾何問題是高考的必考點(diǎn),也是考查的重點(diǎn)內(nèi)容,高中數(shù)學(xué)的立體幾何對(duì)核心素養(yǎng)的考查是很全面的,既有很強(qiáng)的抽象能力、邏輯推理能力又有數(shù)學(xué)建模、直觀想象和運(yùn)算分析能力.立體幾何一直讓很多學(xué)生覺得不好學(xué).在復(fù)習(xí)中如何讓復(fù)雜和枯燥的幾何圖形變得形象生動(dòng),讓學(xué)生打開空間思維想象能力,在具體的解決問題中能游刃有余、靈活變通.在立體幾何專題復(fù)習(xí)中,整理了部分立體幾何題型,總結(jié)出一些解題策略.
透過傳統(tǒng)文化的殼,看到數(shù)學(xué)的本質(zhì),幫助學(xué)生熟悉,消除恐懼感,陌生感,冷靜分析.
例題1 《九章算術(shù)》中,將底面為長(zhǎng)方形且有一條側(cè)棱與底面垂直的四棱錐稱之為陽(yáng)馬;將四個(gè)面都為直角三角形的三棱錐稱之為鱉臑.若三棱錐P-ABC為鱉臑,PA⊥平面ABC,PA=AB=2,AC=4,三棱錐P-ABC的四個(gè)頂點(diǎn)都在球O的球面上,則球O的表面積為( ).
A.8π B.12π
C.20π D.24π
例題2 中國(guó)古代數(shù)學(xué)名著《九章算術(shù)》中記載:“今有羨除”.劉徽注:“羨除,隧道也.其所穿地,上平下邪.”現(xiàn)有一個(gè)羨除如圖所示,四邊形ABCD,ABFE,CDEF均為等腰梯形,AB∥CD∥EF,AB=6,CD=8,EF=10,EF到平面ABCD的距離為3,CD與AB間的距離為10,則這個(gè)羨除的體積是( ).
A.110 B.116 C.118 D.120
立體幾何解答題的基本模式是論證推理與計(jì)算相結(jié)合,以某個(gè)幾何體為依托,分步設(shè)問,逐層加深.解決這類題目的原則是建模、建系.建?!獙栴}轉(zhuǎn)化為平行模型、垂直模型、平面化模型及角度、距離等的計(jì)算模型;建系——依托于題中的垂直條件,建立空間直角坐標(biāo)系,利用空間向量求解.
例題3 如圖,在四棱錐P-ABCD中,側(cè)面PAB⊥底面ABCD,底面ABCD為矩形,PA=PB,O為AB的中點(diǎn),OD⊥PC.
(1)求證:OC⊥PD;
(2)若PD與平面PAB所成的角為30°,求二面角D-PC-B的余弦值.
解(1)證明:連接OP,∵PA=PB,O為AB的中點(diǎn),∴OP⊥AB.∵側(cè)面PAB⊥底面ABCD,
∴OP⊥平面ABCD,∴OP⊥OD,OP⊥OC.
∵OD⊥PC,OP∩PC=P,
∴OD⊥平面OPC,
∴OD⊥OC,又OP⊥OC,OP∩OD=O,
∴OC⊥平面OPD,∴OC⊥PD.
(2)取CD的中點(diǎn)E,以O(shè)為原點(diǎn),OE,OB,OP所在的直線分別為x軸,y軸,z軸建立空間直角坐標(biāo)系O-xyz.在矩形ABCD中,由(1)知OD⊥OC,∴AB=2AD,不妨設(shè)AD=1,則AB=2.
總之,立體幾何解題的過程中常帶有明顯的規(guī)律性.只有不斷總結(jié),才能不斷提高,專題復(fù)習(xí)課后要配套對(duì)應(yīng)的練習(xí),即講即練,夯實(shí)到位,選取與課堂講授內(nèi)容相配套的題目,考查學(xué)生是否全面掌握.要強(qiáng)調(diào)立體幾何解題書寫的規(guī)范和要求,并參照評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)解題格式的完整性.