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异面直线所成角问题的解法探究

2021-03-19盛锦星

数学教学通讯·高中版 2021年12期

盛锦星

[摘  要] 异面直线所成角问题的难度中等,求角方法较为多样,可直接通过平移变换将异面直线转换到同一平面,也可依托空间向量法来求解. 文章深入探究异面直线所成角问题的解法,并反思总结,提出几点建议.

[关键词] 异面直线;角度;平移法;空间向量

异面直线所成角问题是立体几何常见问题类型,解题核心是构建异面直线所成的平面角,常用的方法也较为丰富,下面深入探究.

[⇩] 引例探究

例题:在正方体ABCD-ABCD中,已知点E是CC的中点,则异面直线AE和CD所成角的正切值为________.

分析:充分利用正方体的特性,可得CD∥AB,通过平行或平移将异面直线问题转化为共面直线AB与AE之间的问题. 要求两者所成角的正切值,将其放置在△ABE中进行.

详解:在正方体ABCD-ABCD中,可知CD∥AB,所以异面直线所成的角为∠EAB,如图1所示. 可设正方体的边长为2a,点E是CC的中点,则CE=a,进一步可求得BE=a. 在Rt△EAB中,有tan∠EAB===,即异面直线AE和CD所成角的正切值为.

[⇩] 方法总结

上述是一道异面直线考题,主要考查异面直线所成角的相关知识,对学生的空间想象和运算能力要求较高. 上述采用了求异面直线问题常用的平移法,掌握方法的解题策略十分重要. 平移法求异面直线所成角的基本思想是平移转换,核心内容是直线平移或探寻平行直线,以及依托三角形构造夹角,一般分三步进行,过程总结如下.

第一步,对异面直线进行平移或平行转换,有两种策略:一是固定一条直线,平移另一条;二是将两条直线同时平移到某……

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