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空间几何体的截面

2018-08-10张小蓉张秀蓉

新课程(下) 2018年5期

张小蓉,张秀蓉

(1.泉州第五中学,福建 泉州;2.泉州城东中学,福建 泉州)

高考文科数学对学生的空间想象能力有较高的要求,近几年有多地的文科数学高考中直接或间接地出现了作图题,其中如何做出空间几何体的截面更是重难点.

如2015年全国卷Ⅱ,第19题:

如图 1,长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=16,BC=10,AA1=8,点E,F分别在A1B1,C1D1上,A1E=D1F=4.过点E,F的平面 α 与此长方体的面相交,交线围成一个正方形.

图1

(1)在图中画出这个正方形(不必说明画法和理由);

(2)求平面α把该长方体分成的两部分体积的比值.

那如何作出一个几何体的截面?首先,截面的边界必在几何体的表面,作截面的本质是找出平面与几何体表面的交线;其次,判断平面与几何体的哪些表面有交线,由公理三可知两个平面若有一个交点,必有一条交线;最后,作出交线即可.笔者将作交线分出以下两种题型:

一、相交型

例1.(2015秋·石景山区期末)如图2,有一个正方体的木块,E为棱AA1的中点.现因实际需要,需要将其沿平面D1EC将木块锯开.请你画出平面D1EC截正方体的截面.

图2

解法一:1.判断线段EC并不在正方体表面,点C为平面D1EC与平面ABCD的交点,所以平面D1EC与平面ABCD存在交线;

2.显然点C对边D1E与平面ABCD不平行;

3.在平面A1D1DA内,延长D1E与直线DA相交于点F,则直线CF与直线AB相交于点G,联结EG;

则易得四边形CGED1为所求截面

二、平行型

同样我们观察例1,有解法二:

1.判断线段EC并不在正方体表面,点E为平面D1EC与平面A1B1BA的交点,所以平面D1EC与平面A1B1BA存在交线;

2.且显然点E对边CD1与平面A1B1BA平行;

3.在平面A1B1BA内,过点E作直线与直线CD1平行,与直线AB交于点G,联结CG;……

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