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【第291期】二轮复习篇——立体几何

滴水穿石,不是因为力量,而是在于坚持!

立体几何

立体几何是高中数学的一个核心板块,其承载着空间想象能力的培养,高考试题中主要考察的形式是两小一大,考察的重点为位置关系及空间中的计算(夹角和距离).由于空间向量的引入,导致推理方向上的要求变相降低,这有违初衷,因此近年来的试题在使用空间向量方面设置了障碍,如建系的条件不完善需要证明,几何体中的数量关系进行隐藏要挖掘转化,这在一定程度上弥补了对空间关系的推理论证,要把握这一方向。此外,由于新一轮课改中对三视图进行了删减,在近两年的高考试题中有所体现,对此要把握好这一趋势,不要过多的对三视图问题进行深入训练。

一、空间中的位置关系

空间中的位置关系主要指平行和垂直,包含线线、线面以及面面垂直,在解答题中直接考查。无论是线面还是面面问题,最后都会回归到线线关系上,对于空间的线线关系问题的处理方法要进行总结梳理。

 1.证明线线平行常用的方法:

(1)利用平行公理,即证两线同时和第三条直线平行;

(2)利用平行四边形进行平行转换;

(3)利用三角形的中位线定理证线线平行;

(4)利用线面平行、面面平行的性质定理进行平行转换.

2.证明线线垂直常用的方法:

(1)利用等腰三角形底边上的中线即高线的性质;

(2)勾股定理;

(3)线面垂直的性质:即证两线垂直,只需证明一线垂直于另一线所在的平面即,即.

3.垂直、平行关系证明中应用转化与化归思想的常见类型

(1)证明线面、面面平行,需转化为证明线线平行.

(2)证明线面垂直,需转化为证明线线垂直.

(3)证明线线垂直,需要转化为证明线面垂直.

(4)证明面面垂直,需转化为证明线面垂直,进而转化为证明线线垂直.

二、空间中的数量关系

空间中的数量关系主要包含以下两类.

1.面积与体积的计算。对于规则几何体,可直接利用公式计算,有时在高不好求的情况下可以采用等体积转化的方法求解;对于不规则的几何体,可采用割补的方法将其转化为规则几何体后求解;特别说明,旋转体(球)中面积与体积公式要记清,防止混淆.在求球的半径时可将问题平面化,结合圆的特征进行对比,即可挖掘其中的几何关系,有助于半径的寻找.

    2.夹角的计算.空间中的角包含线线角(主要指异面直线成角)、线面角和面面角,其中面面角中常出现二面角和平面夹角,鉴于对二面角范围讨论过程比较麻烦(对于空间向量而言),因此考题中常出现求平面的夹角.这里特别强调,利用空间向量处理夹角问题时一定要做好转化,即平面的向量表示是法向量,直线的向量表示为方向向量,找好以后,利用向量的夹角来表示空间中的角即可.

三、立体几何中的探索问题

立体几何中的探索问题包含面较多,如空间中的位置探究,空间中的体积最值,空间中的作图问题等等都属于探究问题.简言之,立体几何中的探究问题就是对于不能直接确定的关系进行推理,寻找满足题设的条件,这完全不同于位置关系的证明和夹角距离的计算,它需要一定的综合能力,才能将问题进行合理转化并寻找合适解题方法.

      综上所述,立体几何问题的核心是空间想象力的考察,在此基础上考察一些基本运算.由此可以借助常见图形如正方体或长方体培养空间想象力,运算问题可以空间问题平面化,使得问题降低难度,实现求解!

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