高中數(shù)學解題研究 QQ群:545423319 文:王震 江蘇宜興中學 所謂“等體積法”,,常見形式之一就是通過變換三棱錐( 或四面體) 的頂點,、底面來求三棱錐( 或四面體) 的體積的方法. 通過“等體積法”不但可以求出三棱錐體積,,而且還可以求出點( 或直線) 到平面的距離,,甚至還可以求出直線與平面所成的角以及二面角的平面角. 01 求錐體體積 圖1 本小題中,若直接求三棱錐P-MAC 的體積,,則必然陷入求ΔACM 的面積,、尋找并推理計算點P 到平面ACM 的垂線段的長度的“苦算”之中. 這里,用“等體積法”的思想經(jīng)過三次等積變換,,將求三棱錐P-MAC 的體積巧妙地轉化為求直三棱錐M-ACN 的體積,,從而避免了繁瑣的運算和推理過程,大大地降低了難度. 02 求點到平面的距離 圖2 圖3 通過比較本小題中的兩種解法,,不難發(fā)現(xiàn),,“等體積法”比“直接求解法”少了尋找及證明平面的垂線這一繁瑣環(huán)節(jié). 用“等體積法”求點面距離采取了“設而不證”的思想,整個解題過程相對簡潔,,很容易為學生所接受. “等體積法”在求解點到平面的距離問題時確實比傳統(tǒng)直接求解要簡單而有效,,關鍵是要如何經(jīng)過等積變換轉化為容易求解的三錐體的體積. 03 求直線與平面所成的角 圖4 斜線與平面所成的角是由斜線與斜線在平面的射影所組成的圖形. 而斜線在平面內的射影與平面的垂線密不可分,所以在求線面夾角的時候,常利用斜線段,、垂線段和斜線段在平面內的射影所組成的直角三角形來求解. 因此,,在解題時可考慮先用“等體積法”求出點面距離( 即垂線段的長度) ,然后利用直角三角形中的正弦關系,,便可求出所求線面角的正弦值,,從而避免了找射影和確定線面角的麻煩. 04 求二面角的平面角 圖5 尋找二面角的平面角常用“三垂線法”. 可以用“等體積法”求出點面距離. 再結合平面外一點到二面角的棱的距離,就可以利用直角三角形的邊角關系求出二面角的平面角的正弦值,。 當然,,在本小題中,熟悉空間位置關系的學生,,容易發(fā)現(xiàn)點B 在平面ADE 的射影就是Rt△ABE 的斜邊AE 上的中點,,讀者可以嘗試。 |
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