立体几何中探究性问题的解题策略
2015-12-21李秀兰
李秀兰
探究性问题常常具有条件的不完备性、结论的不确定性、过程的发散性等特征,由于这类题型背景新颖、解法灵活,对数学思想方法的运用比较高,能很好地考查学生的思维能力和探究意识,是高考命题中常出现的问题.
一、执果索因,推理探求
例1如图1,菱形ABCD所在平面与矩形ACEF所在平面相互垂直,点M是线段EF的中点,试求当BDAF为何值时,平面DEF⊥平面BEF?并证明你的结论.
分析先由面面垂直确定二面角的平面角,从而确定BDAF的关系.
解因为平面ACEF⊥平面ABCD,四边形ACEF为矩形,则FA、EC都垂直于面ABCD,
又四边形ABCD是菱形,则△FAD△ECD,即DF=DE,
又M是线段EF的中点,则DM⊥EF,同理可以知道BM⊥EF,所以∠DMB就是二面角D-EF-B的平面角,因为平面DEF⊥平面BEF,则∠DMB=90°,此时BDAF=2.
点评本题就是从题设的条件出发,将需要满足的结论视为已知条件,执果索因,进行演绎推理逐步寻找到使得结论成立的必要条件.
二、合情推理,先猜后证
例2如图2,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,点D在棱BC上,AD⊥C1D,(1)求证:AD⊥平面
BCC1B1;(2)设E是B1C1上的一点,当B1EEC1的值为多少时,A1E∥平面ADC1?请给出证明.
分析特别对于第(2)问,则可以通过合理推理解决.
解(1)在正三棱柱ABC-A1B1C1中,CC1⊥平面ABC,AD平面ABC,则AD⊥CC1.
又AD⊥C1D,CC1交C1D于C1,且CC1和C1D都在面BCC1B1内,所以AD⊥平面BCC1B1.
(2)由(1)可以得到AD⊥BC,在正三角形ABC中,D是BC的中点,
故猜想当B1EEC1=1,即E为B1C1的中点时,A1E∥平面ADC1.
事实上,正三棱柱ABC-A1B1C1中,四边形BCC1B1是矩形,且D、E分别是BC、B1C1的中点,所以B1B∥DE,B1B=DE,又B1B∥AA1,且B1B=AA1,则DE∥AA1,且DE=AA1,即四边形ADEA1为平行四边形,则EA1∥AD,而EA1面ADC1,AD面ADC1,故A1E∥平面ADC1.
点评在探究上述问题的过程中,可以先从特殊情况着手,通过观察、归纳、判断等数学直觉,运用合理推理,猜想出问题的结论,然后论……
