“两证三求”学立几 突出重点提效率

2021-09-03 21:43陈波
中学生学习报 2021年8期

陈波

摘要:本文用"两证三求"的提法概括立几重点内容及高考常考知识点,并对其思路方法进行系统总结,揭示了常见规律,最后用实例说明。

关键词:立体几何重点;两证三求;常用基本思路方法

(本文系章节复习指导类稿件,如果高一版编辑采用可删除文中向量法内容,高二高三版可保留。)

立体几何内容繁多,要求空间想象能力强,逻辑思维缜密,形成一定学习难度,抓住重点问题并掌握通性通法是学好立几之要领。

一.“两证三求”概况的重点内容及方法

(一)两证

1.证平行  三级平行问题常常是利用平行的判定和性质相互转化:

线线平行 ←→ 线面平行 ←→ 面面平行

即根据判定定理由低级平行可证高级平行,根据性质定理由高级平行可证低级平行。

证明直线与平面内的一条直线平行是基础,在平面内找出一条直线与已知直线平行是要领。主要是利用三角形中位线定理,平行四边形性质和线面平行的性质。

2.证垂直  三级垂直问题常常是利用垂直的判定和性质相互转化:

线线垂直 ←→ 线面垂直 ←→ 面面垂直

即根据判定定理由低级垂直可证高级垂直,根据性质定理由高级垂直可证低级垂直。

证明直线与平面内两相交直线垂直是基础,在图形中找出一条直线与平面内直线垂直是要领。主要是利用相关角是直角,等腰三角形底边中线性质,勾股定理的逆定理和线面垂直的性质。

(二)三求

1.求面积和体积  几何体的侧面、底面面积常根据侧面展开图和底面的形状选择公式求解,体积也是根据几何体形状选择公式求解。对于不规则的表面和几何体常考虑割补法,对于不方便求高或底面积的情况常考虑等体积法进行转化。

2.求空间距离  主要是求点面距:一是过点作垂直于平面的直线,通过解三角形求垂线段长。二是用等体积法求高得点面距。

3.求空间角

(1)异面直线所成角

【定义法】一般步骤:①过一点平移异面直线中的一条或两条;②交代所作角是异面直线所成角或补角;③解出该角所在三角形;④若所作角为钝角时,应取其补角。

【向量法】一般步骤:①取两异面直线的方向向量 、 ;

②计算 ;③根据公式  ,求 ( )

(2)斜线与平面所成的角

【定义法】一般步骤:①斜线上取一点,过该点引平面的垂线,连接垂足和斜足得射影;

②交代斜線与射影所成的锐角是所求角;

③解直角三角形求得角的大小。

【向量法】一般步骤:①求得斜线的一个方向向量 ;②根据 ,求得平面的法向量 ( , 为平面内两相交直线的一个方向向量);③计算 ④根据公式  ,求 ( )

(3)二面角 的平面角

【定义法】①在棱 上取点M,过M在两个面 内作射线 ;②指出 是二面角的平面角;③解 得 的大小。

值得注意的是,有时不是直接过M作两条射线垂直于棱,往往是先作一条 ,再作 于 ,连 ,后证明

【向量法】①根据 确定平面 的法向量 ( , 为平面 内不共线的两向量),同理确定 的法向量 ;②计算 ③根据图形及已知条件判断 的范围,若 为锐角,由 求 ,若 为钝角,则由 求

二、典例示范

(2012年课标全国理科卷改编题)