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执果寻因 巧证线面平行

2019-10-18华栋刘加宝

数学学习与研究 2019年17期
关键词:立体几何高中数学

华栋 刘加宝

【摘要】证明直线与平面的平行,是文科数学立体几何学习中的一个重点.一共有两个思路,一是用直线与平面平行的判定定理,另一个是用平面与平面平行的定义.直线与平面平行的判定定理指出:平面外一条直线与此平面内的一条直线平行,则该直线与此平面平行.定理是证明线面平行的依据,也是证明面面平行的基础.用定理证明直线与平面平行主要有两步.第一步是“找”,在平面内找一条直线.第二步是“证”,证明找出的直线与已知直线平行.

【关键词】线面平行;立体几何;高中数学

前段时间,我校举行了青年教师汇报课.刘老师在一节高三文科复习课“直线与平面的判定”上通过一题多解的方式对该内容进行了探究,大致内容如下.

刘老师完成了知识梳理、预习检测部分后投影出典型例题.

每一名学生讲完,同学们都给以热烈的掌声.教师高高兴兴的听完后,也给了展示的学生鼓励.最后教师展示的课堂练习题,学生完成得也较好.

课后组内交流时,很多教师认为这节课教学过程设计合理,师生交流探讨充分,是一节好课.笔者认为,师生双边教学活动的“量”已经足够,解题“本质”的探讨做得不够.在本节课中,要证明直线MN∥平面PAD,根据判定定理,第一步是在平面PAD内找一条直线,第二步是证明找出的直线与直线MN平行.而第一步的“找”是往往是解题的难点.如果我们先假设直线MN∥平面PAD,根据直线与平面平行的性质,则经过MN的平面与平面PAD的交线与直线MN是平行的.而为了证明直线MN∥平面PAD,根据判定定理,我们又需要在平面PAD内找一条直线.所以“找”的关键明确为找“交线”.为了找交线又必须找出一个平面,一个经过直线MN的平面.这样引导后,学生们就会发现,学生2找的是直线MN与A点确定的平面.学生3找的是直线MN与C确定的平面.学生4找的是直线MN与B点确定的平面.这样在判定直线与平面平行时就会很容易找到的这条线,就是“果”.我们只要根据这个“果”,再去证明它与直线MN平行,也就是“执果寻因”.我们还可以进一步思考,这么多方法中要选择哪一种呢?在学生3的做法里,直线MN与C点确定的平面,实际上就是直线MN与直线PC确定的平面.顯然点P就是交线上的一个点,我们只要再找交线上的一个点就可以了.经过分析,我们也可以看出学生2和学生4找出的交线是同一条.当然,我们也可以选择面面平行的定义,将此题转化为新的直线与平面的判定,比如,学生1.

茫茫线海,线在何方?笔者在教学时采用的这种“执果寻因”法收到了很好的效果.今年青岛市高三统一质量检测数学(文科)第18题的第二问考查的就是判断直线与平面平行.笔者在市里统批试卷的时候,正好负责这道题.批阅的过程中,笔者发现有很多的学生做得不好.讲评试卷的时候,笔者统计自己班里的学生这个知识点做得却是非常的好.班里很多学生都说,学习了“执果寻因”法以后,猛然发现,原本是“凭感觉”找到了那条线,也有很多时候根本找不到的那条线原来就在那里.

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