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解題研究|八類立體幾何“動(dòng)態(tài)”問題策略探究

https://mp.weixin.qq.com/s/UdzoRp62YAYd6VvNzWez5A

 一、前言

“動(dòng)態(tài)”問題是高考立體幾何問題最具創(chuàng)新意識(shí)的題型,它滲透了一些“動(dòng)態(tài)”的點(diǎn)、線、面等元素,給靜態(tài)的立體幾何題賦予了活力,題意更新穎,同時(shí),由于“動(dòng)態(tài)”的存在,也使立體幾何題更趨靈活,加強(qiáng)了對學(xué)生空間想象能力的考查。在解決動(dòng)態(tài)幾何問題時(shí)。關(guān)鍵在于要注重動(dòng)態(tài)元素所引發(fā)的圖形變化過程,動(dòng)中窺靜,靜中見靜,以靜止動(dòng)。


二、 命題點(diǎn)分析

角度一:截面問題
截面問題是高考立體幾何題中比較常見的題型,由于截面的“動(dòng)態(tài)”性,使截得平面的結(jié)果也具有一定的可變性。

例題1

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:本題屬于結(jié)論開放型探索性命題,可直接利用條件證明,也可在先假設(shè)結(jié)論成立,反溯其具備的條件或推出矛盾從而加以否定。這類問題求解關(guān)鍵是執(zhí)果索因,追溯結(jié)論具備的條件。

例題2

數(shù)學(xué)第六感


角度二:動(dòng)點(diǎn)軌跡問題
動(dòng)點(diǎn)軌跡問題是高考立體幾何“動(dòng)態(tài)”問題最為新穎的一種命題形式,它重點(diǎn)體現(xiàn)了在立體幾何與解析幾何的知識(shí)交匯處設(shè)計(jì)圖形。不但考查了立體幾何點(diǎn)線面之間的位置關(guān)系,而且又能巧妙地考查求軌跡的基本方法,是高考表現(xiàn)最為活躍的一種題型。

例題3

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:本題考查點(diǎn)到平面的距離,利用點(diǎn)到直線的距離將平面問題類比到空間中點(diǎn)到面的距離,據(jù)此找到滿足題意的點(diǎn)是否存在即可.

例題4

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:將動(dòng)態(tài)的線線垂直轉(zhuǎn)化為靜態(tài)的線面垂直,是解決這類問題的主要方法。關(guān)鍵從兩平面的交線等特殊直線入手,以靜制動(dòng)。

例題5

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:動(dòng)點(diǎn)軌跡問題是較為新穎的一種創(chuàng)新命題形式,它重點(diǎn)體現(xiàn)在解析幾何與立體幾何的知識(shí)交匯處設(shè)計(jì)圖形。不但考察了立體幾何點(diǎn)線面之間的位置關(guān)系,而且又能巧妙地考察求軌跡的基本方法,是最為活躍的一種創(chuàng)新題型。

角度三:折疊、展開問題

圖形的折疊和展開必然會(huì)引起部分元素位置關(guān)系的變化,求解這類問題要注意對變化前后線線、線面位置關(guān)系、所成角及距離等加以比較,一般來說,位于棱的兩側(cè)的同一半平面內(nèi)的元素其相對位置關(guān)系和數(shù)量關(guān)系在翻折前后不發(fā)生變化,分別位于兩個(gè)半平面內(nèi)的元素其相對關(guān)系和數(shù)量關(guān)系則發(fā)生變化。不可變量可結(jié)合原圖型求解,變化了的量應(yīng)在折后立體圖形中來求證。

例題6

數(shù)學(xué)第六感


角度四:最值范圍問題

例題7

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:化曲(折)為直,是研究空間幾何體表面上兩點(diǎn)路徑最短問題的有效方法。其中,由于實(shí)現(xiàn)目標(biāo)手段的多樣性所引起的分類討論應(yīng)引起必要的重視。

例題8

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:立體幾何題中經(jīng)常會(huì)涉及角度、距離、面積、體積最大值、最小值的計(jì)算,很多情況下,我們可以把這類動(dòng)態(tài)問題轉(zhuǎn)化為目標(biāo)函數(shù),從而利用代數(shù)方法
求目標(biāo)函數(shù)的最值。

例題9

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:由于目標(biāo)函數(shù)是關(guān)于三次函數(shù)的最值問題,因此用導(dǎo)數(shù)求解最方便。

角度五:探索新問題

例題10

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:由于立體幾何題中“動(dòng)態(tài)”性的存在,使有些問題的結(jié)果變得不可確定,探索型問題正好通過這種“動(dòng)態(tài)性”和不確定性考查學(xué)生的發(fā)散性思維。引入變量,利用空間垂直關(guān)系及向量數(shù)量積定義將幾何問題代數(shù)化,是本題求解的關(guān)鍵。


角度六:定位問題

例題11

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:利用向量的數(shù)量積將幾何問題代數(shù)化,是求解空間幾何動(dòng)態(tài)問題最常見的方法,利用待定系數(shù)法求找法向量又是求解關(guān)鍵。

角度七:距離角度問題

例題12

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:求兩點(diǎn)間的距離或其最值。一種方法,可建立坐標(biāo)系,設(shè)點(diǎn)的坐標(biāo),用兩點(diǎn)間距離公式寫出距離,轉(zhuǎn)化為求函數(shù)的最值問題;另一種方法,幾何法,根據(jù)幾何圖形的特點(diǎn),尋找那兩點(diǎn)間的距離最大(?。?,求其值。

角度八:實(shí)際應(yīng)用題

例題13

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:該題的背景為學(xué)生所熟悉,考查了學(xué)生閱讀理解、空間想象及處理圖形的能力。

例題14

數(shù)學(xué)第六感

點(diǎn)評:

1.所求三棱錐的底面積一定,高取最大值時(shí),體積最大,高的最大值顯然是球面上的點(diǎn)到三棱錐底面的最大距離,即為球的半徑加上球心到三棱錐底面的距離。

2.將V表示為x的函數(shù)和用導(dǎo)數(shù)求函數(shù)最值。

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