空间向量在立体几何中的应用

来源 :中学生数理化·教与学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cdwkevin
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  高中数学中,立体几何占有很重要的位置,教师在教授的过程中要注重学生立体几何意识的培养,锻炼学生的想象能力.空间向量是学生学习立体几何的一种很好的工具,能够降低立体几何的难度,让解题更加准确,也可以为学生提供更多立体几何的解答方式,因此空间向量在立体几何中的位置还是比较重要的,是解决立体几何的一种常用方法,学生应该掌握好这种有效的方法.
  一、空间向量在立体几何解题方法中的应用
  空间向量可以对立体几何题目进行优化,让立体几何问题变得更简单.利用空间几何向量,可以在立体几何问题上建立坐标进行计算.将立体几何转化成数字,更加方便计算,学生也更加容易理解.
  例如,图1所示的空间四边形的边长和对角线的长度都为a,点M、N分别是边长AB和CD的中点.求证:(1)MN⊥AB,也垂直于CD.(2)求MN的长度.(3)异面直线AN和CM的夹角余弦值.在这一题目中,如果用传统的几何方法解题,那么证明两条线的垂直可以用简单的定理来证明,但是求MN的长度时,如果还采用原始的方法,就需要做辅助线,利用几何关系来求解,过程会比较复杂.在对异面直线夹角的余弦值进行求解的过程中,要利用余弦值的公式,代入两边的长度,才能够求解,还需要计算出三条边的值,计算很烦琐,而利用空间向量的方式就可以避免这些复杂的计算,快速得到答案,计算出余弦值为23.
  二、空间向量在立体几何解题策略中的应用
  学习空间向量这种方法是要让学生掌握立体几何的解题策略,培养学生运用空间向量解决立体几何问题的能力,让学生能够将复杂的立体几何问题转化成简单的代数运算,在这一过程中培养学生的逻辑思维能力和空间想象能力.学生在解决立体几何问题时,应当掌握一定的策略,对图形进行正确分析;然后建立正确的坐标系,用最简单的方法将立体几何图形中涉及的元素提取出来,用空间坐标去表示,在建立好坐标系之后,可以利用相关的公式,代入进行解决;最后,只需要进行简单的运算就可以解决复杂的空间几何问题.
  例如,如图2所示,求直线和平面的夹角,需要学生能够想象出直线的方向向量和平面法向量之间的关系,能够对自由平移向量构成清晰标准的图示,在此基础上,弄清楚线面所成角θ和直线方向向量与法向量夹角的三角函数值之间的关系sinθ=|cos|,这一环节与用综合法解题中在复杂图形中辨识想象出定理内容的基本图示是相同的.
  三、空间向量在立体几何优化解题中的运用
  利用空间向量还可以优化解题,应用范围广,可以很好地解决空间中的成角問题,包括直线和直线的成角、直线和平面的成角,以及平面和平面之间的成角.每种不同的成角问题都有相对应的公式,只要建立好了坐标系,就可以快速方便地求解.
  例如,如图3,正方形AMDE的边长为2,B,C分别为AM,MD的中点,在五棱锥P-ABCDE中,F为棱PE的中点,平面ABF与棱PD,PC分别交于点G,H.若PA⊥底面ABCDE,且PA=AE,求线段PH的长.解答该题目学生应该明确平面的向量表达是由法向量和面内一点可确定平面内任意点或是由面内一组基底的线性表达可以确定平面内任意点,那么就不难获得确定点H的方法,由点H在线段PC上,设PH=λPC,λ∈(0,1),借助λ可表示AH.在此之后,一种方法,是用平面ABF的法向量与AH垂直来确定λ;另一种方法,是依据平面向量基本定理,以AB,AF为基底,设AH=mAF nAB,通过向量相等解出λ.
  综上所述,随着社会的发展和时代的进步,需要不断地更新和优化教学理念和教学方式,提高课堂效率,完成素质教育的目标.在立体几何的学习中,空间向量是一种很好的方法,教师应该以学生为主体,不断地探索和实践空间向量的教学方法,更新教学理念,让学生掌握空间向量这种高效的解题方法,对立体几何有更深入的理解,掌握更多的解题方法和策略,提高解题效率和准确率.
其他文献
20世纪60年代,美国学者赫茨伯格又提出了双因素理论。他把人的需求分为两个因素。当时的理论界认为:人的行为取决于其需求,而人的需求从低到高分为不同的层次,分别是:生理需
昨夜情归何处,月光水岸风柔。不是樽前偏怨别,几回见了还休。相惜阑珊灯火,无言执手街头。最怕层楼独倚,眉间心上双眸。天若有情天亦老,幽思今世难酬。暗问谁还记得,十年一梦扬州。
在当今的社会背景下,社会责任越来越成为社会各界讨论的热门话题。社会责任和财务绩效的关系一直以来也被学者们广泛研究。本文以2012年至2014年三个年度的123家批发及零售类
摘 要:本文以新课程理念为指导,认为数学是初中生成长和发展的基础性学科,在教学中要灵活创设教学情境,降低教学梯度与难度,积极构建有效数学课堂。  关键词:初中数学;创设情境;探讨    中图分类号:G427 文献标识码:A 文章编号:1992-7711(2011)12-080-01      一、灵活创设教学情境,积极构建有效课堂   《数学课程标准》强调:“让学生在生动具体的情境中学习数学
本文通过对荣华二采区10
期刊
该设备通过红外冷光源的透射作用,使得待检测物双面成像,通过PLC智能控制实现自主识别,智能挑选,能够快速有效的对壳类食品进行病虫害和霉变的自动检测。通过实验验证,该设备
新会计准则中取消了“待摊费用”和“预提费用”科目,但未对原制度规定的待摊、预提有关业务的账务处理作明确说明.本文分析“待摊费用”和“预提费用”科目取消原因,并对涉
随着我国科学技术的发展,土木工程施工技术也有着慢慢的变化,图标工程施工行业兴起了,在土木工程建筑施工的过程中,创新技术成为了我国经济的一个很重要的发展趋势.在土木工
内蒙古电力科学研究院至1996年成立以来,院领导深感培养人才对电科院今后发展的极端重要性,把人才培养工作当做建院首要任务来抓,树立正确的选人、用人观,从而在全院上下形成
题型一、电化装置类型的判断rn例1,图1所示装置中不可能构成原电池的是( ).rn解析:A项完全符合经典原电池的构成条件,B项中虽然铁与食盐水不直接反应,但食盐水中溶解的氧气能氧化