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2022年高考数学小学立体几何题,几何方法与代数方法的完美结合

xunaa
2024-09-28 00:00:53
编辑说
如图所示,直角三棱柱ABC-A1B1C1的体积为4,A1BC的面积为2根2。
(1)求A到平面A1BC的距离;
(2) 设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC平面ABB1A1,求二面角A-BD-C的正弦值。
分析:(1)第一题要

如图所示,直角三棱柱ABC-A1B1C1的体积为4,A1BC的面积为2根2。

(1)求A到平面A1BC的距离;

(2) 设D为A1C的中点,AA1=AB,平面A1BC平面ABB1A1,求二面角A-BD-C的正弦值。

分析:(1)第一题要求的距离实际上是三棱锥A1-ABC的一个面A1BC的高度。这个三棱锥和三棱柱ABC-A1B1C1有相同的底ABC和相同的高度(底ABC上的高度,不是上面提到的高度)。三棱锥的体积是同底同高的三棱柱体积的三分之一,即三分之一和四个立方单位。

另一方面,根据三棱锥的体积公式,如果已知一个面的面积,就可以求出该面的高度,这就是我们需要的距离。这是一道小学立体几何问题。

(2) 但第二个问题就没那么容易了。使用纯几何方法直接创建二面角并解决这个问题可能很困难。由于老黄受限于空间想象力的缺乏,只能用代数来解决问题。

代数方法是为图形建立一个空间坐标系,然后用向量运算来求解。但与这张图直接建立联系是不可能的。还需要找到一个合适的起点来建立关系。观察图形后,我们发现B点可以作为空间坐标系的原点。但仍需用几何证明证明AB、BC、BB1相互垂直,才能作为坐标轴。让我们开始组织解决问题的过程:

解: (1) 设A到平面A1BC的距离为h,则

2022年高考数学小学立体几何题,几何方法与代数方法的完美结合

V三棱锥A1-ABC=hSA1BC/3=V三棱柱ABC-A1B1C1/3=4/3,

h=4/(2 root 2)=root 2。即A到平面A1BC的距离为root 2。

(2)取A1B的中点E,连接AE、DE,

那么AE=平方根2,AA1=AB=2,A1B=2平方根2,【首先AE是点A到平面A1BC的距离。因为平面A1BC平面ABB1A1,AE在平面ABB1A1上并且垂直于两个平面的交线A1B,所以AE垂直于平面A1BC。另一方面,由于AA1=AB,三角形ABA1是等腰直角三角形,因此可以推导出以下线段的长度]

AE=A1B/2,AD=A1C/2,DE=BC/2,【前两个方程可以由直角三角形的中线与斜边的关系得到,后一个方程由中线得到三角形。由直线定理得到。 】

RtAEDRtA1BC,【因为三边成比例,所以这里的关键是推断三角形A1BC是直角三角形】

BC=2SA1BC/AB=2,【直角三角形面积公式的变形】

又AEBC,A1BBC,所以BC平面AA1B,所以BCAB,【这就构成了建立系统的充分条件】

2022年高考数学小学立体几何题,几何方法与代数方法的完美结合

以B为原点,AB为x轴,BC为y轴,BB1为z轴建立空间坐标系,那么【三个坐标轴转换一下也没关系,只需相应调整后续坐标]

B(0,0,0), A(2,0,0), C(0,2,0), A1(2,0,2),D(1,1,1),

矢量BD=(1,1,1),矢量BA=(2,0,0),

假设平面ABD的法向量n=(x,y,z),

那么2x=0,x+y+z=0,解为:x=0,y=-z,

取y=1,则向量n=(0,1,-1),【只要y不取0就可以,因为平面有无限多个法向量】

同理求平面BCD的法向量m=(-1,0,1),

用户评论

命里缺他

我今年考高圆了!感觉这篇文章说的没错呐,很多小学立体几何题这次确实可以用几何法和代数法巧妙地解决! 尤其是那道旋转体的积分享的解法太赞了,我当时就卡在这里!

    有19位网友表示赞同!

玻璃渣子

高考数学真的越来越注重应用能力了,那些基础题现在基本都不说了,更要会把几何、代数、甚至三维的空间进行结合运用才能拿高分。感觉未来教育趋势就是这种综合性考察,大家要注意多打磨!

    有9位网友表示赞同!

摩天轮的依恋

这篇博客好实用啊,我还在准备明年高考的数学呢。好多知识点都忘了,正好借鉴一下几何法和代数法的结合方法,希望能提高解题速度和效率!

    有9位网友表示赞同!

从此我爱的人都像你

虽然这篇文章写的很详细,但我觉得还是太复杂了。对于某些基础比较薄弱的学生来说,理解起来可能有点困难。能不能简单一些的解释?针对不同水平学生的分析会更好

    有5位网友表示赞同!

不离我

我觉得用代数法解小学立体几何问题反而更容易理解和操作!这种方法更直观,直接计算比想象图形关系来的高效。反正我总是觉得那些复杂的图形都难以想象准确形状…

    有20位网友表示赞同!

余温散尽ぺ

现在的高考题目确实越来越抽象了。我建议同学们除了学习知识点,也要加强对应用题型的理解和训练!这篇文章分享的方法很有价值,希望能帮助大家在高考中取得好成绩。加油!

    有15位网友表示赞同!

心脏偷懒

文章说的很对,许多数学问题看似无法解决,但是只要善于运用几何法与代数法结合起来,就能找到突破口。学习方法很重要,而不是只死记硬背公式!

    有7位网友表示赞同!

眷恋

我觉得这篇文章分析的点很棒,尤其是在几何法与代数法的转换上进行了很好的说明!对于一些比较复杂的立体几何问题来说,确实需要灵活运用两种解题方式才能更高效地解决。

    有6位网友表示赞同!

厌归人

有些同学可能觉得难度很大,其实仔细看文章,就能发现每一步都说得非常详细,更容易理解。建议大家多练习、多思考,这样就能熟练掌握这些技巧!

    有13位网友表示赞同!

不要冷战i

高考数学真难考死人了!我感觉这篇文章讲的不错,至少让我对一些解题方法有了新的思路!希望明年还能看到作者分享更多有用的信息!

    有17位网友表示赞同!

三年约

我觉得这篇博文很有帮助,它将高中生最关心的主题与具体的解决方法进行了有效结合,为备考高考的学生提供了宝贵的学习参考。

    有16位网友表示赞同!

绳情

小学立体几何知识确实很重要,很多中学的应用题也和这部分内容相关。建议同学们在复习数学的时候不要落下基础知识!

    有7位网友表示赞同!

凉笙墨染

其实我觉得高考数学最重要的还是掌握解题技巧,无论是几何法还是代数法,都需要灵活运用才能取得好的成绩。 这篇文章分享的技巧很有用,可以帮助我们更加系统地理解和掌握这些方法!

    有11位网友表示赞同!

微信名字

感觉这篇文章很有深度!不仅讲解了解题方法,还分析了一些常见的错误,这一点非常实用!

    有7位网友表示赞同!

如梦初醒

我特别喜欢文章结尾部分对高考数学学习态度的分析,说的很中肯。无论采用哪种解法,都要保持积极的心态和自信心!

    有11位网友表示赞同!

放肆丶小侽人

高三学生要面对高考数学的压力,而这种文章能提供一些实用的方法和理论分析,的确可以让同学们更有信心去应对考试了!( •̀ ω •́ )✧

    有16位网友表示赞同!

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