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例析立几中的探索性问题

2020-05-13江苏省金湖中学211600

中学数学研究(江西) 2020年3期
关键词:四面体棱锥二面角

江苏省金湖中学 (211600) 王 锋

立体几何的探索问题在近几年高考中常常出现,这种题型有利于考查学生推理、探索、判断等各方面能力,也有利于创新意识的培养,所以应该注意对这种新题型的研究,下面举例谈谈常用的求解策略.

一、直接探求

在分析研究所给问题后,尝试给出欲求的条件,再进行证明.

图1

(1)证明:PA⊥平面ABCD;

(2)求以AC为棱,EAC与DAC为面的二面角θ的大小;

(3)在棱PC上是否存在一点F,使BF∥平面AEC?证明你的结论.

解析:(1)(2)略.(3)猜测F是PC的中点时,有BF∥平面AEC.

二、假定求解

对某些是否存在型的问题,可先假定存在,再探索存在的条件,并证明是否合理.

图2

例2 如图2,正四棱锥P-ABCD中,AB=2,侧棱PA与底面ABCD所成角为60°,问在线段PB上是否存在一点E,使AE⊥PC,若存在,试确定E的位置,并加以证明;若不存在,请说明理由.

三、化归代数

通过解三角形建立函数关系或方程,利用代数知识判断存在性.

图3

例4 如图3,在四面体ABCD中,AB⊥BC,AB⊥BD,BC⊥CD且AB=BC=1,问是否存在这样的四面体,使二面角C-AD-B的大小为30°,如果存在,求出CD的长;如果不存在,请找一个角θ,使得存在这样的四面体,使二面角C-AD-B的平面角为θ.

四、引入参数

对需确定点的位置的问题,可利用参数列式求解.

图4

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