我为高考设计题目(4)
2020-06-05甘志国



题1 把四个面都是直角三角形的四面体叫做鳖臑.
若从鳖臑的六条棱中任取两条棱,则它们互相垂直的概率是p1;若从鳖臑的六条棱和四个面中任取一条棱和一个面(要求棱不在面上),则它们互相垂直的概率是p2;若从鳖臑的四个面中任取两个面,则它们互相垂直的概率是p3.可得p1,p2,p3的值分别是().
A.13,16,12B.13,12,16C.16,12,13D.13,1,12
图1
解 A.可以证明:鳖臑就是从一个Rt△BCD(可不妨设∠BCD=90°)的锐角顶点(可不妨设为点B)处作平面BCD的垂线段BA而后得到的四面体ABCD(如图1所示,可把鳖臑ABCD放置在长方体中),因而我们可在如图1所示的鳖臑ABCD中来求解.
(1)可得鳖臑ABCD的六条棱中任取两条有C26=15种取法,其中互相垂直的情形有5种:AB⊥BC,AB⊥BD,AB⊥CD,AC⊥CD,BC⊥CD.
所以所求概率是515=13.
(2)从鳖臑ABCD的六条棱和四个面中任取一条棱和一个面(要求棱不在面上),有3·4=12种,其中它们互相垂直的情形有2种:AB⊥平面BCD,DC⊥平面ABC.
所以所求概率是212=16.
(3)从鳖臑ABCD的四个面中任取两个面有C24=6种取法,其中互相垂直的情形有3种:平面ABC⊥平面BCD,平面ABC⊥平面ACD,平面ABD⊥平面BCD.
所以所求概率是36=12.
考查目标 (1)对文字(新定义)的阅读理解及等价转化;(2)对立体几何图形中“垂直”的理解及其应用:包括直线与直线垂直、直线与平面垂直、平面与平面垂直的定义、判定及性质;(3)用枚举法求古典概型.
设计思路 2015年高考湖北卷理科第19题及文科第20题均是涉及“鳖臑”的数学文化高考题;普通高中课程标准实验教科书《数学2·必修·A版》(人民教育出版社,2007年第3版)第69页的例3,第69页的“探究”, 第73页的第3题也均涉及“鳖臑”.
鳖臑是一种特殊的四面体,值得……
