張科元 楊小艷
立體幾何是高考的熱門(mén)考題,也是必考題.雖然近幾年難度有所降低,但對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)還是一個(gè)難點(diǎn),特別是開(kāi)放式的題型,需要先找位置,再加以證明.下面給出其中一類找位置使得線面平行的題的解法,供大家參考.
方法詮釋
例如圖所示,在空間幾何體ADF-BCE中AB//DC//FE,AB⊥面ADF,DF⊥面ABCD,面ADF//面BCE,其中M,G分別是AB,DF的中點(diǎn).
(1)略;
(2)在線段AD上(含A,D端點(diǎn))確定一點(diǎn)P,使得GP∥平面FMC,并給出證明.
方法一:觀察法
對(duì)于這類在線段上找點(diǎn)的位置的問(wèn)題,通??梢钥?/p>
慮線段的中點(diǎn)和端點(diǎn),特別是在題干部分出現(xiàn)中點(diǎn)這類的
條件時(shí).當(dāng)題干部分出現(xiàn)三等分點(diǎn)、四等分點(diǎn)或者其他的
等分點(diǎn)時(shí),也應(yīng)該考慮相應(yīng)線段的等分點(diǎn)的位置.這種
方法是學(xué)生常用的,但對(duì)于一些點(diǎn)不在特殊位置的題就不適用了.
例如本題中條件給出了中點(diǎn),就可以先考慮線段AD的中點(diǎn),但通過(guò)分析,可以發(fā)現(xiàn)不滿足條件,最后確定在端點(diǎn)A處.下面給出證明:取DC中點(diǎn)S,連接AS,GS,GA,∵G是DF的中點(diǎn),∴GS∥FC.
又AS∥CM,AS∩AG=A,∴平面GSA∥平面FMC.而GA平面GSA,∴P點(diǎn)在A點(diǎn)處,∴GP∥平面FMC.
方法二:借助平行平面
我們知道,過(guò)平面外一點(diǎn)作該平面的平行線可以作無(wú)數(shù)條,且這無(wú)數(shù)條直線共面.那么像這種在已知線段上找點(diǎn)使得線面平行的問(wèn)題,可以考慮先過(guò)定點(diǎn)作出與已知平面平行的面,然后再確定該面與已知線段的交點(diǎn),即為所求.這種方法應(yīng)該是普遍適用的.
例如本題中需要在線段AD上(含A,D端點(diǎn))確定一點(diǎn)P,使得GP∥平面FMC.那么我們可以過(guò)定點(diǎn)G作平面與面FMC平行,結(jié)合面面平行的判斷定理,取DC中點(diǎn)S,連接AS,GS,GA,易證平面GSA∥平面FMC.即作出了平面GSA,再找平面GSA與已知線段AD的交點(diǎn),即為A點(diǎn).
方法三:空間向量法
對(duì)于方便建立空間直角坐標(biāo)系的題型,空間向量法也是解決這類開(kāi)放性問(wèn)題的常用方法、通用方法.但如果不容易建系,那么此法就非常困難了;如果沒(méi)有學(xué)習(xí)空間向量,就更不用說(shuō)了.其基本做法是:先建立空間直角坐標(biāo)系,找到已知點(diǎn)的坐標(biāo),設(shè)所求點(diǎn)的坐標(biāo),使所求點(diǎn)在指定線段上,然后利用線面平行的條件建立向量關(guān)系式,再將關(guān)系式坐標(biāo)化,就可以求出所設(shè)變量的值,問(wèn)題也就得到了解決.其中建立向量關(guān)系式又有兩種處理方法:一、求出平面的法向量,讓所求直線上的向量與法向量垂直即可;二、將所求直線上的向量用平面內(nèi)兩不共線的向量線性表示即可.