三棱

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TUhjnbcbe - 2022/10/27 21:40:00
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折展、接切与割补,是空间几何中的常见问题,也是空间几何的基础问题,空间几何的许多高考试题,都与折展、接切与割补息息相关。本文在此,对空间几何中的折展、接切与割补三类基础问题,进行肤浅的讨论与认知,以期望给同学们一丝启发与感悟。

空间几何中的折展问题,一般是指化曲(曲面或折面)为平(平面)。解决这类问题的核心思想是:科学合理地理清辨别,折展前后的平面图形与空间图形之间的位置关系(平行与垂直,角度与距离),曲中的谁(点、线、面、体)变换为平中的谁(点、线、面)。如此这般,空间折展问题就变得简洁容易了。

(感悟)本题的完美求解核心是:化曲为平(折展)时,曲面与平面前后的位置关系(主要是数量关系)。半圆弧长是圆锥的底面周长,半圆半径是圆锥母线。

(感悟)本题巧妙地利用化曲为平(曲面展开为平面)的基本原则(曲面与平面前后的位置关系:平行垂直,角度距离),灵活完成曲面上两点之间的最短距离(平面上的线段长度)计算,成败的关键是扇形中的相关计算。

(感悟)本题巧妙地利用化曲为平(折面展开为平面)的基本原则(曲面与平面前后的位置关系:平行垂直,角度距离-----由三个侧面拼接成一个平面图形),灵活地利用余弦定理完成折面上三角形周长最值的完美计算。

(感悟)本题第2问是空间几何解答题中的常见折展问题,解题核心是:化平为曲(折展)时,平面图形与空间图形的数量关系(长度与角度),与位置关系(平行与垂直)之间的相互关联(解题问题的基本原则是:折线的同侧不变异侧变-----角度距离是否变换,平行垂直是否变换)

空间几何中的割补问题,一般是指将不规则(不好计算)图形,割补成规则(好计算)图形,以期望实现化繁为简,化难为易的功效。在空间接切问题中,时常穿插着割补问题(能割善补解空间)。

(感悟)本题巧妙地将三棱锥补成(以此为共点的三条棱)长方体,顺利完成体对角线就是外接球直径的灵活转化

(感悟)本题方法2灵活地利用割补方法(将三棱锥补成棱长为3的正方体)与折展原理(平行与直线,角度与距离的变换与否),巧妙地完成外接球体积的计算(正方体的体对角线就是三棱锥外接球直径)。

(感悟)本题方法3巧妙地将三棱锥补充四棱锥(将底面拓展为平行四边形),及时完成了异面直线之一平行线的灵活作图,构造直角三角形,然后顺利地利用直角三角形进行求解,快速得出异面直线成角的正切值

空间几何中的接切问题,一般是指不同的几个几何体之间的外接或内切。解题这类问题的核心是:明白接点与切点的具体位置,然后再寻找多个几何体直线的位置关系(平行与垂直,角度与距离),探究几个几何数量之间的逻辑关联。

(感悟)本题在接切问题中的核心是:科学合理定位好了正方体与圆锥接切之间的空间位置关系(平行与垂直,角度与距离-----具体几个几何量之间的逻辑关系,接点与切点),灵活地利用相似三角形顺利完成求解。

(感悟)本题在接切问题中,准确定位了平面与两球接切时的空间位置关系(接点与切点),灵活建立了椭圆(平面截圆柱面得到椭圆)数学模型,因此顺利完成椭圆相关几何数量的求解,它是空间几何与解析几何的高度综合题目。

(感悟)本题在接切问题中,灵活地连接外切球的球心,巧妙地构成了正四面体,将多个球体之间的接切问题快捷地转化成了正四面体的高度求解问题,使得题目的难度大大降低,出其不意攻其不备。

(感悟)本题的接切问题技巧之处是:不通过什么割补,而是直接利用空间位置关系,直接找到外接球心位置,然后利用多个平面图形联合求解,就顺利地得到了题目的精确答案。

上述的肤浅分析与零散举例,只是空间几何中“接切,折展,割补”的冰山一角。相信同学们还会给出更加深入地分析,列举出更加典型的例证。本文在此,只是抛砖引玉,启发诱导。

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