這是高考數(shù)學(xué)一道比較基礎(chǔ)的立體幾何真題,關(guān)于直線與平面垂直以及平面與平面垂直,和四棱錐的體積問題。立體幾何題最重要的是把定理公式記牢,并能靈活運用。如果連最基本的定理公式都記不清楚,那就完蛋了。老黃已經(jīng)快30年沒有接觸到這些定理了,但是仍可以在解題過程中把它們恢復(fù)出來。不過語言表達上,和課本里描述的可能大相徑庭,內(nèi)容保證是完全正確的。如果不是把定理公式內(nèi)化為自己的語言,又怎么能一記就記30年,甚至是一輩子呢?我們先來看題吧。 如圖,四棱錐P-ABCD的底面是矩形,PD⊥底面ABCD,M為BC的中點,且PB⊥AM. (1)證明:平面PAM⊥平面PBD; (2)若PD=DC=1,求四棱錐P-ABCD的體積. ![]() 分析:(1)求證平面PAM垂直于平面PBD。我們只需要找到其中一個平面內(nèi)的一條直線,垂直于另一個平面就可以了。注意觀察。平面APM內(nèi)的直線AM,極有可能滿足這個條件。因為已知PB垂直于AM,又可證PD垂直于AM,從而一條直線垂直于平面內(nèi)的兩條相交線,直線就垂直于這個平面。這是一個逆向思維的過程,幾何證明題,逆向思維能力是非常重要的。 (2)若四棱錐的高PD和底面矩形的一邊DC都等于1,要求四棱錐的體積。顯然,我們只要求得底面矩形的另一條邊的長度就可以了。為此,我們可以構(gòu)造一組相似三角形,利用相似三角形的邊成比例的關(guān)系,來求矩形另一條邊的長。 下面組織解題過程: (1)證明:∵PD⊥底面ABCD,AM?平面ABCD,∴PD⊥AM, 【依據(jù)的定理是:垂直于平面的直線垂直于平面內(nèi)的任何直線?!?/p> 又PB⊥AM,∴AM⊥平面PBD, 【依據(jù)的定理是:一條直線同時垂直于平面內(nèi)的兩條相交線,則這條直線垂直于這個平面?!?/p> ∵AM?平面PAM,∴平面PAM⊥平面PBD. 【依據(jù)的定理是:平面內(nèi)一條直線垂直于另一個平面,則這兩個平面互相垂直。這道題一共應(yīng)用了立體幾何關(guān)于直線與平面垂直,以及平面與平面垂直的三個重要定理】 ![]() (2)解:如圖記AM交BD于Q,由1)可知∠AQB=90?,【依據(jù)與上面第一個定理相同】 ∴在Rt△ABQ中,∴∠1+∠2=90?, 又在Rt△ABD中,∠3+∠2=90?,∴∠1=∠3,【同角等余】 ∴Rt△AMB∽Rt△DBA,【有一組銳角相等的兩個直角三角形相似】 設(shè)AD=BC=x,∵M為BC的中點,∴BM=x/2, 又BM/AB=AB/DA,即x/2=1/x, ∴x=根號2.【已經(jīng)舍去了負根】 ∴V四棱錐p-ABCD=AD·CD·PD/3=根號2 /3.【四棱錐的體積公式V=Sh/3】 可以看到,第二小題運用的全是初中的知識,而第一小題運用的定理都非?;A(chǔ),所以這是一道相當基礎(chǔ)的立體幾何題,對你來說,應(yīng)該只是小菜一碟吧。不論如何,仍有一些同學(xué)會覺得完成起來比較困難。老黃講得這么哆嗦,這么詳細,主要就是為這些有困難的同學(xué)服務(wù)的。 |
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