立体几何试题中关键点坐标的确定方法初探
宋正道
在立体几何中引入空间向量后,实现了几何问题代数化,由为主考查抽象的空间想象能力转化为为主考查具体的运算能力,从而使立体几何的解题难点转化成求关键点的坐标,本文拟以2018年高考数学全国I卷第18题第(Ⅱ)问关键点坐标的确定为例,探讨立体几何问题中关键点坐标的确定方法,
例(2018年高考全国卷I.理18)如图1,四边形ABCD为正方形,E,F分别为AD,BC的中点,以DF为折痕把ADF1折起,使点C到达点P的位置,且PF⊥BF.
(I)证明:平面PEF⊥平面ABFD;
(Ⅱ)求DP与平面ABFD所成角的正弦值,
該立体几何题第(I)问的求解思路是线⊥线线⊥面 面⊥面,在此不再赘述,下面主要就第(Ⅱ)问中关键点P坐标的求解方法解析如下:
如图2,以E为坐标原点建系,不妨取正方形ABCD的边长为4,则A,B,C,D,E,F各点坐标均可写出,故该立体几何问题的关键点是点P的坐标,若能求出点P的坐标,则剩余问题均为计算,再无思维难度,而由面PEF上面ABFD知关键点P在底面的投影点一定在EF上,如图3,做PH⊥ EF,垂足为H.
在立体几何中引入空间向量后,实现了几何问题代数化,由为主考查抽象的空间想象能力转化为为主考查具体的运算能力,从而使立体几何的解题难点转化成求关键点的坐标,本文拟以2018年高考数学全国I卷第18题第(Ⅱ)问关键点坐标的确定为例,探讨立体几何问题中关键点坐标的确定方法,
例(2018年高考全国卷I.理18)如图1,四边形ABCD为正方形,E,F分别为AD,BC的中点,以DF为折痕把ADF1折起,使点C到达点P的位置,且PF⊥BF.
(I)证明:平面PEF⊥平面ABFD;
(Ⅱ)求DP与平面ABFD所成角的正弦值,
該立体几何题第(I)问的求解思路是线⊥线线⊥面 面⊥面,在此不再赘述,下面主要就第(Ⅱ)问中关键点P坐标的求解方法解析如下:
如图2,以E为坐标原点建系,不妨取正方形ABCD的边长为4,则A,B,C,D,E,F各点坐标均可写出,故该立体几何问题的关键点是点P的坐标,若能求出点P的坐标,则剩余问题均为计算,再无思维难度,而由面PEF上面ABFD知关键点P在底面的投影点一定在EF上,如图3,做PH⊥ EF,垂足为H.