摘 要:優(yōu)化實(shí)施高中立體幾何教學(xué),對拓展學(xué)生數(shù)學(xué)理性思維,提升學(xué)生數(shù)學(xué)學(xué)科素養(yǎng),促進(jìn)全面發(fā)展等具有重要的意義。文章利用形象直觀的常見解題“招式”,巧妙設(shè)計(jì)立體幾何的解題方法,指引學(xué)生通過“招式”的有效學(xué)習(xí)和訓(xùn)練,快速找到解題思路,提高學(xué)習(xí)效率。
關(guān)鍵詞:高中立體幾何;內(nèi)容提煉;招式;解決問題
在高中數(shù)學(xué)教學(xué)中,教師要注重學(xué)生的空間想象能力的培養(yǎng)。筆者已在CN期刊上刊發(fā)了高中立體幾何二十四招式上半部分,現(xiàn)將下半部分簡介如下:
招式十三:站直了,別趴下:直棱柱側(cè)棱與底面垂直。即直棱柱側(cè)棱l1、l2…ln,ln均與底面α、β垂直。
招式十四:正直正直,正從直來:正棱柱是特殊的直棱柱,底面是正多邊形的直棱柱叫做正棱柱。即直棱柱底面是正多邊形,這樣的直棱柱叫做正棱柱。
招式十五:兩線平行,其一是電線桿,另一也是電線桿:兩直線互相平行,其一與平面垂直,另一也與平面垂直。即若直線l1∥l2,l1⊥α,則直線l2⊥α。
招式十六:兩電線桿互相平行:兩直線均與一個(gè)平面垂直,則這兩條直線互相平行。即若直線l1⊥α,直線l2⊥α,則直線l1∥l2。
招式十七:直腸公式:長方體的體對角線的長的平方等于三個(gè)棱長的平方的和。即若長方體的體對角線的長為l,長方體三個(gè)棱長分別為a、b、c,則l2=a2+b2+c2。
招式十八:板車輪子兩平行:兩個(gè)平面均與直線l垂直.即若l⊥α,l⊥β,則α∥β。
招式十九:晴空霹靂無形掌:一條直線l和一個(gè)平面α平行,另一個(gè)平面經(jīng)過這條直線并且和這個(gè)平面相交,則這條直線和交線平行。即若l∥α,,,則l∥a。
招式二十:機(jī)關(guān)槍,三垂直:相交于公共點(diǎn)的三條線段AB、AC、AD兩兩垂直,則線段AD垂直于面ADC。可以將機(jī)關(guān)槍放置于左墻角面,補(bǔ)形為長方體。
招式二十一:踢一腳,讓它滾,拎起來,垂下去:三棱錐P-ABC體積等于三棱錐A-PBC體積。
招式二十二:曙光在前頭:平面內(nèi)一條直線m垂直于這個(gè)平面的斜線l在平面的射影a,則直線m垂直于這個(gè)平面的斜線l。
招式二十三:鱷魚嘴巴卡木棍:線段PO垂直于二面角a-l-b的半平面b,點(diǎn)P、O分別在半平面a、b上,過O點(diǎn)在半平面b上做OQ垂直于直線l,交l于Q,連PQ,則∠PQO為二面角的平面角。
招式二十四:鉆石:線段PQ過正三角形的中心且垂直于正三角形,點(diǎn)P到正三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離相等,點(diǎn)Q到正三角形三個(gè)頂點(diǎn)距離也相等,則線段PQ垂直于正三角形。
利用以上的招式套路,可以解決大部分立體幾何問題,思路清晰,簡潔明快。
例1.如圖,在三棱錐ABC-A1B1C1中,求證:四邊形BCC1B1是平行四邊形。
分析:看到棱柱,想到招式十二“棱柱兩平行”,得線段BB1與線段CC1平行,平面A1B1C1與平面ABC平行,由招式十九“晴空霹靂無形掌”,得B1C1與BC平行,即得證。
證明:在ABC-A1B1C1中,得線段BB1與線段CC1平行,可得平面A1B1C1與平面ABC平行。而面BC1分別與平面A1B1C1、平面ABC相交,得B1C1與BC平行,即得證。
例2.如圖,在三棱錐A-BCD中,線段AB,AC,AD兩兩垂直,長度分別為a、b、c,三棱錐A-BCD內(nèi)接于球,求球的半徑。
分析:看到三棱錐A-BCD中,線段AB,AC,AD兩兩垂直,長度分別為a、b、c,可以用招式二十“機(jī)關(guān)槍,三垂直”,得出線段AD垂直于面ADC。將“機(jī)關(guān)槍”放置于左墻角面,補(bǔ)形為長方體,再用招式十七“直腸公式”,即若長方體的體對角線長為l,長方體三個(gè)棱長分別為a、b、c,則l2=a2+b2+c2,而l長為2R,即得球的半徑。
總之,在立體幾何教學(xué)中,將有關(guān)概念、性質(zhì)等內(nèi)容提煉和總結(jié),高中生用立體幾何二十四招式,用多種思維來尋求解題思路,能提高高中學(xué)生的立體幾何解決問題的能力,增強(qiáng)學(xué)習(xí)信心。
參考文獻(xiàn)
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[2]莫弘.高中立體幾何問題教學(xué)策略[J].數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)與研究,2018.01
作者簡介:薛超群(1961.6-),男,漢族,福建福安人,中學(xué)高級教師,校長,書記,本科,研究方向:高中數(shù)學(xué)教學(xué)法研究。