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摘 要:求二面角的平面角是高考立体几何中解答题的重点题目。本文用“一线法”例举了2012年全国各省市高考题中的求二面角的题目,供同行和广大考生参考。
关键词:二面角 平面角 一线法
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(c)-0108-01
求二面角的平面角是高考立体几何中解答题的重点题目。虽然利用向量法不用找二面角的平面角,降低了学生的空间想象力,但需要精确的计算,且计算量过大,考生稍一疏忽,就会算错,不能得分,十分可惜。本文给出一种方便可行的确定二面角的平面角的方法:“一线法”,供同行和广大考生参考。
方法来源:二面角的平面角的定义:如图1,在二面角的棱上任取一点O,以点O为垂足,在半平面和内分别作垂直于棱的射线OA和OB,则射线OA和OB构成的角叫做二面角的平面角。
在射线OA和OB上分别任取不同于O的两点A、B,连接AB,则平面OAB,所以。
方法归纳:若过A点做,O为垂足,连接OB,则平面OAB,所以,则就是二面角的平面角。由此,我们可以得到确定二面角的平面角的一种方法:在两个半平面内分别找一点A、B,连接AB,若棱l,过其中一点A作棱l于点O,连接BO,则就是二面角的平面角。此法的关键是找到一条与棱垂直的直线,故此称为“一线法”。
“一线法”确定二面角的平面角的方法过程:(1)在两个半平面内个各找一点A、B,使它们的连线AB垂直二面角的棱。(2)过点A做,O为垂足。(3)连接OB,则就是二面角的平面角。此法只需“一找、二作、三连”就能确定二面角的平面角,方便可行,易于操作。下面例举2012年全国部分省市的高考题中求二面角的平面角的题目,供广大考生和同行们共享。
例1:(2012年高考,新课标理)如图2,直三棱柱中,,D是棱的中点,
(1)证明:。
(2)求二面角的大小。
(1)证明:在中,得:。
同理:,即,又, 且,所以平面.
(2)解:面
取的中点O,过点O作于点H,连接
,面面平面,又平面,又已知,所以点H与点D重合,如图3。
故是二面角的平面角
设,则,
即二面角的大小为30°。
纵观近几年全国各省市的高考题,几乎都有求二面角平面角的解答题。向量作为一种工具,能够计算立体几何中的空间角和距离等问题,学生只需建立空间直角坐标系,找出点、向量的坐标,求出法向量,再按各种公式计算就可以了,具有一定的模式化,像流水作业一样,而立体几何的重点在于培养学生的空间想象力,所以我们更应重视利用几何法确定二面角的平面角,然后在求解。上面的“一线法”不失为确定二面角的平面角的一种好的方法,方便可行。它只需“一找、二作、三连”,重点在于找一条与棱垂直且与两个半平面都相交的直线,通过上例我们可以看出,在具体的实例中要找两个点都是特殊点,如例1中的,是半平面中“三角形面”(平面是无限延展的,实例中都是平面的一部分,故此称“三角面”)三角形的顶点,O是半平面中“四边形面”中A的中点。只需我们细心观察、猜测,然后加以证明。利用几何法求二面角的平面角,与向量法比较,大大减少了计算,降低了计算的难度,提高了正确率。
参考文献
[1] 林风岭.二面角的平面角的一种定位方法[J].高中数学教与学,2012(5):20-22.
[2] 2012年高考真题理科数学解析汇编:立体几何[EB/OL].www.ks5u.com.
关键词:二面角 平面角 一线法
中图分类号:G633.6 文献标识码:A 文章编号:1673-9795(2013)05(c)-0108-01
求二面角的平面角是高考立体几何中解答题的重点题目。虽然利用向量法不用找二面角的平面角,降低了学生的空间想象力,但需要精确的计算,且计算量过大,考生稍一疏忽,就会算错,不能得分,十分可惜。本文给出一种方便可行的确定二面角的平面角的方法:“一线法”,供同行和广大考生参考。
方法来源:二面角的平面角的定义:如图1,在二面角的棱上任取一点O,以点O为垂足,在半平面和内分别作垂直于棱的射线OA和OB,则射线OA和OB构成的角叫做二面角的平面角。
在射线OA和OB上分别任取不同于O的两点A、B,连接AB,则平面OAB,所以。
方法归纳:若过A点做,O为垂足,连接OB,则平面OAB,所以,则就是二面角的平面角。由此,我们可以得到确定二面角的平面角的一种方法:在两个半平面内分别找一点A、B,连接AB,若棱l,过其中一点A作棱l于点O,连接BO,则就是二面角的平面角。此法的关键是找到一条与棱垂直的直线,故此称为“一线法”。
“一线法”确定二面角的平面角的方法过程:(1)在两个半平面内个各找一点A、B,使它们的连线AB垂直二面角的棱。(2)过点A做,O为垂足。(3)连接OB,则就是二面角的平面角。此法只需“一找、二作、三连”就能确定二面角的平面角,方便可行,易于操作。下面例举2012年全国部分省市的高考题中求二面角的平面角的题目,供广大考生和同行们共享。
例1:(2012年高考,新课标理)如图2,直三棱柱中,,D是棱的中点,
(1)证明:。
(2)求二面角的大小。
(1)证明:在中,得:。
同理:,即,又, 且,所以平面.
(2)解:面
取的中点O,过点O作于点H,连接
,面面平面,又平面,又已知,所以点H与点D重合,如图3。
故是二面角的平面角
设,则,
即二面角的大小为30°。
纵观近几年全国各省市的高考题,几乎都有求二面角平面角的解答题。向量作为一种工具,能够计算立体几何中的空间角和距离等问题,学生只需建立空间直角坐标系,找出点、向量的坐标,求出法向量,再按各种公式计算就可以了,具有一定的模式化,像流水作业一样,而立体几何的重点在于培养学生的空间想象力,所以我们更应重视利用几何法确定二面角的平面角,然后在求解。上面的“一线法”不失为确定二面角的平面角的一种好的方法,方便可行。它只需“一找、二作、三连”,重点在于找一条与棱垂直且与两个半平面都相交的直线,通过上例我们可以看出,在具体的实例中要找两个点都是特殊点,如例1中的,是半平面中“三角形面”(平面是无限延展的,实例中都是平面的一部分,故此称“三角面”)三角形的顶点,O是半平面中“四边形面”中A的中点。只需我们细心观察、猜测,然后加以证明。利用几何法求二面角的平面角,与向量法比较,大大减少了计算,降低了计算的难度,提高了正确率。
参考文献
[1] 林风岭.二面角的平面角的一种定位方法[J].高中数学教与学,2012(5):20-22.
[2] 2012年高考真题理科数学解析汇编:立体几何[EB/OL].www.ks5u.com.