平面中“探”特性 折叠中“究”关联
2021-03-19梁毅
数学教学通讯·高中版 2021年12期
关键词:关键点



[摘 要] 与折叠相结合的空间几何问题具有鲜明的特点,平面与空间的转换过程,促成了平面几何特性与空间位置关系的融合. 问题解析应分步进行,把握其中的不变与变量,利用关键点串联条件. 文章结合具体问题加以探究,总结解题策略,提出相应的学习建议.
[关键词] 空间几何;折叠;关键点;变量;平面几何
立体几何中的折叠是高中数学的重难点问题,问题包含两方面内容:一是平面图形的折叠,涉及空间中的线面关系、空间角或距离的求法等;二是几何体表面展开,涉及几何体的表面积、几何体上的最短距离等. 问题突破需要关注折叠过程,把握图形特性,下面深入探究解法策略.
[⇩] 问题呈现,分析解读
问题:如图1所示,在平面四边形ABCD中,已知AB=AD,BC=CD=,并且BC⊥CD. 现以BD为折痕将△ABD和△CBD向上折叠,使得点A到达点E的位置,点C到达点F的位置(点E和F不重合),试回答下列问题.
(1)证明:EF⊥BD;
(2)如果平面EBD⊥平面FBD,点E在平面ABCD内的正投影G恰好为△ABD的重心,而直线EF与平面FBD所成角为60°,试求二面角A-BE-D的余弦值.
分析:本题目为空间几何中的折叠问题,题干信息共分两部分:一是平面图形的性质;二是图形折叠的过程. 解题时需要把握图形性质,以及折叠的过程,然后结合空间几何知识定理来破解.
平面图形解读:根据条件可知,平面四边形ABCD的对角线BD将其分割为两个特殊的三角形,即△BCD为等腰直角三角形,可确定斜边BD为2;△ABD为普通的等腰三角形.
折叠过程解读:对平面四边形ABCD进行了折叠,共用折痕BD,形成……
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