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坐标法PK几何法
——2019年天津卷理第17题

2021-01-04苗壮

数理化解题研究 2020年31期

苗 壮

(江苏省南京师范大学附属扬子中学 210000)

立体几何中的空间角问题,往往可以比较集中地考查考生的空间想象能力、逻辑推理能力、运算求解能力等,历来为高考命题者所垂青,几乎年年必考,只是改变命题背景、考查角度等.立体几何中的空间角问题是异面直线所成的角、直线和平面所成的角以及二面角的平面角三者的总称,破解基本思维方法就是几何法或坐标法等.

一、真题在线

【高考真题】(2019·天津卷理·17)如图,AE⊥平面ABCD,CF∥AE,AD∥BC,AD⊥AB,AB=AD=1,AE=BC=2.

(1)求证:BF∥平面ADE;

(2)求直线CE与平面BDE所成角的正弦值;

本题以一个非特殊的立体几何图形为问题背景,结合空间线面平行的判定、直线与平面所成的角的求解、二面角的平面角的应用等三个部分来设置问题,把立体几何中的线面判定问题、空间角问题、空间距离问题这三个最重要的问题加以合理交汇与融合,综合考查考生的数学知识与数学能力.

二、真题解析

解析方法1:(官方标答——坐标法)

设CF=h(h>0),则F(1,2,h).

点评利用坐标法破解空间线面角的步骤:①确定直线的方向向量和平面的法向量;②求两个向量夹角的余弦值;③确定向量夹角的范围;④确定线面角与向量夹角的关系:当向量夹角为锐角时线面角与这个夹角互余;当向量夹角为钝角时,线面角等于这个夹角减去90°.利用坐标法破解空间二面角的步骤:①确定两平面的法向量;②求两个法向量夹角的余弦值;③确定向量夹角的范围;④确定二面角与向量夹角的关系:二面角的范围要通过观察图形……

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