與動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的立體幾何問(wèn)題通常較為復(fù)雜,我們很難根據(jù)題意和立體圖形確定動(dòng)點(diǎn)的位置以及運(yùn)動(dòng)軌跡,采用幾何法求解往往很難快速獲得問(wèn)題的答案,此時(shí)可以巧妙運(yùn)用向量法,將問(wèn)題轉(zhuǎn)化為向量運(yùn)算問(wèn)題,通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算輕松獲得問(wèn)題的答案.
運(yùn)用向量法解答與動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的立體幾何問(wèn)題的步驟為:
1.仔細(xì)讀題,結(jié)合圖形明確各個(gè)點(diǎn)、直線、平面的位置及其關(guān)系,并確定動(dòng)點(diǎn)所在的直線、平面;
2.根據(jù)立體圖形的特點(diǎn)建立空間直角坐標(biāo)系.通常要尋找垂直關(guān)系,以找到三條互相垂直且交于一點(diǎn)的直線,并將它們視為坐標(biāo)軸,其交點(diǎn)視為坐標(biāo)原點(diǎn)來(lái)建立空間直角坐標(biāo)系;
3.根據(jù)線段的長(zhǎng)度或比例關(guān)系設(shè)出各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)以及動(dòng)點(diǎn)的坐標(biāo);
4.通過(guò)向量運(yùn)算求得線段的方向向量以及平面的法向量;
5.根據(jù)向量的運(yùn)算法則,以及向量的模的公式、數(shù)量積公式建立關(guān)系式;
6.利用簡(jiǎn)單基本函數(shù)的性質(zhì)、基本不等式、導(dǎo)數(shù)的性質(zhì)等求得目標(biāo)式的取值范圍或最值.
建立空間直角坐標(biāo)系后,求得并設(shè)出各點(diǎn)的坐標(biāo),即可通過(guò)空間向量的坐標(biāo)運(yùn)算求得[D1P]和[A1P]的方向向量,以及平面[A1DB]和[C1DB]的法向量,通過(guò)探究其平行與垂直關(guān)系來(lái)判斷P點(diǎn)是否存在.
總之,解答與動(dòng)點(diǎn)有關(guān)的立體幾何問(wèn)題,同學(xué)們不僅要具備較強(qiáng)的空間想象力和邏輯推理能力,還要學(xué)會(huì)根據(jù)圖形的特點(diǎn)建立合適的空間直角坐標(biāo)系,通過(guò)空間向量運(yùn)算來(lái)探究點(diǎn)、線、面之間的位置關(guān)系.
(作者單位:新疆生產(chǎn)建設(shè)兵團(tuán)第二中學(xué)第十二師校區(qū))