像高手一样解题
2014-07-17
在数学爱好者看来,
解题不只是巩固知识与方法、训练思维的过程,
更是一场攀登智力之峰的游戏.
现在,让我们沿着高手的视线,
一探他们眼中的数学题.
与问题“对话”
数学语言以精确而简洁著称,被誉为“科学的语言”,形式化和符号化是它的主要特点.如果把整个数学的解题过程看成是解题者与数学问题的一场“对话”,高手便是那个能够迅速领会题目中形式化、符号化语言所传递信息的人.
例1如图1所示,在三棱柱ABC-A1B1C1中,A1A⊥底面ABC,AB⊥BC,AD=DC,A1A=AB=2,BC=3.
(1) 求证: BC⊥AB1;
(2) AB1∥平面BC1D;
(3) 求四棱锥B-AA1C1D的体积.
我们先从已知条件中去领会题目传达的信息.
已知1: 三棱柱ABC-A1B1C1
⇒ 三棱柱中有很多平行关系,如两底面平行、侧棱互相平行……
已知2: A1A⊥底面ABC
⇒ A1A与底面ABC的三条边垂直.结合从已知1获得的信息,还可以得出A1A与另一底面A1B1C1的三条边也垂直.
由A1A⊂平面A1ACC1 且A1A⊂平面A1ABB1,可以得到平面A1ACC1⊥底面ABC、平面A1ABB1⊥底面ABC、平面A1ACC1⊥底面A1B1C1……
已知3: AB⊥BC
⇒ 由已知2可得A1A⊥BC,结合已知3可知BC⊥平面A1ABB1,所以BC垂直平面A1ABB1内的所有直线,如BC⊥A1B(∠A1BC=90°),BC⊥AB1,后者正是(1)要证的结论……
已知4: AD=DC
⇒ D为AC中点.只要再取一个中点,就将出现中位线.另一个中点可以取在从A点出发的各条线段上,如AA1,AB1,AC1;也可以取在从C点出发的各条线段上,如CC1,CA1,CB1.
由线线平行可以得到线面平行.如取CB1的中点E,由AB1∥DE,C1B∩CB1=E可得AB1∥平面BC1D.这正是(2)要证的结论……
现在来看问题(3).过点B作BF⊥AC于点F,由于平面A1ACC1⊥底面ABC (由已知2可得),则BF就是四棱锥B-AA1C1D的高.由此可得VB-AA1C1D=·BF·SAA1C1D=···AC·A1A=3.
在对例1进行分析的过程中,我们发现,如果解题者领会到形式化和符号化语言背后传递的信息,甚至有所拓展,解题过程将会
