解题思维6高考中立体几何解答题的提分策略
考情解读每年高考数学试卷中都有一道立体几何解答题.主要采用“论证与计算”相结合的模式,即先利用定义、定理、公理等证明空间的线线、线面、面面平行或垂直,再利用空间向量进行空间角的计算,重在考查学生的直观想象、逻辑推理、数学运算素养,热点题型有平面图形的翻折、探索性问题等.解决立体几何问题要用的数学思想方法主要有:(1)转化与化归(空间问题转化为平面问题);(2)数形结合(根据空间位置关系,利用向量转化为代数运算).
图6-1思维导引(1)
(2)因此PA2+PB2=AB2,从而PA⊥PB.(3分)又PA2+PC2=AC2,故PA⊥PC.(4分)又PB∩PC=P,PB,PC⊂平面PBC,所以PA⊥平面PBC.(5分)
图6-2
感悟升华
示例2[2019全国卷Ⅰ,18,12分][理]如图6-3,直四棱柱ABCD-A1B1C1D1的底面是菱形,AA1=4,AB=2,∠BAD=60°,E,M,N分别是BC,BB1,A1D的中点.(1)证明:MN∥平面C1DE;(2)求二面角A-MA1-N的正弦值.图6-3思维导引(1)先利用三角形中位线的性质和A1D∥B1C且A1D=B1C,证明ME∥ND且ME=ND,即可推出四边形MNDE为平行四边形,进而证得MN∥DE,再根据线面平行的判定定理可证得MN∥平面C1DE.(2)先建立空间直角坐标系,然后用待定系数法求出平面A1MA和平面MA1N的法向量,而后转化为求两个法向量的夹角的余弦值,进而求出二面角A-MA1-N的正弦值.
图6-4
感悟升华
图6-5思维导引(1)
(2)
规范解答(1)由题设知,平面CMD⊥平面ABCD,交线为CD.因为BC⊥CD,BC⊂平面ABCD,(1分)所以BC⊥平面CMD,又DM⊂平面CMD,故BC⊥DM.(3分)因为M为CD上异于C,D的点,且DC为直径,所以DM⊥CM.(5分)又BC∩CM=C,所以DM⊥平面BMC.而DM⊂平面AMD,故平面AMD⊥平面BMC.(6分)图6-6
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