扁平思维洞悉立体几何

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  独白:数学是神秘的,但又是最直率的。初次面对一道数学题,或许毫无头绪,但是当我们把它抽丝剥茧,分化组合的时候,就会发现“柳暗花明又一村”。正是这种神秘和直率,让我对数学有执着的热爱。
  爱好:读书、羽毛球
  就读高校&专业:北京大学/历史学
  经常有同学说“我的空间想象能力差,所以立体几何题做不好”我是不赞同这种观点的一方面,空间想象能力可以通过解题培养;另一方面,单纯强调空间想象能力是片面的立体几何题的求解是综合能力的体现,同时也是有方法可循的。
  想象的骏马
  良好的空间想象能力对立体几何的学习确实有很大的帮助,因此在平时解题时,我们要有意识地加以培养.如平时多做一些与三视图相关的练习,画不同几何体的直观图,研究平面截几何体所得的截面图形形状,以及计算截得的几何体的体积和表面积等问题.这些都对空间想象能力的培养有很大帮助.
  心中有形,人图合一
  立体几何问题的求解方法很重要,熟练掌握常见模型对提升解题速度和准确率都有很大帮助.以与球有关的组合体为例,常见的求解方法有两种:一是剖面图,重点考查平面截球的两条性质,如(1)球心和截面的圆心连线与截面垂直;(2)球的半径(R),截面圆的半径(r)以及球心到截面的距离(d)满足关系式R2=r2+d2;二是补体,转化为与常见几何体有关的问题,
  我曾遇到过这样一道题:如图1,有一个水平放置的透明无盖的正方体容器,容器高8 cm,将一个球放在容器口,再向容器内注水,当球面恰好接触水面时测得水深为6 cm,如果不计容器的厚度,则球的体积为多少?
  模型难求?自己来修
  在面对不规则模型正面(直接)求解没有头绪时,割补法可以帮助我们打开思路,如图2,在多面体ABCDEF中,已知ABCD是边长为1的正方形,且△ADE,△BCF均为正三角形,EF∥AB,EF=2,则该多面体的体积为多少?
  3D?我选2D!
  立体的模型有时可以把条件转化到平面内,空间问题平面化能让题目看起来更直观.例如解决有关球的组合体问题经常借助过球心和截面圆心连线的平面,将空间问题转化为平面问题来研究,例如:某几何体的三视图如图3所示,则该几何体外接球的体积为多少?
  化繁为简,四两拨千斤
  在立体幾何证明题中,经常涉及线面转化.看到待证明的结论,切勿盲目下笔,先理清思路找到解题方向,这样推理链才容易进行,
  有效的推理链包括两个方面:其一是“上游命题”,即要证明一个结论常用到的理论依据,例如要证明线线平行,我们可以联想到平行公理、线面平行的定义等;其二则是“下游命题”,即可以由已知条件得到有价值的信息.例如当题干中出现面面垂直时,联想到面面垂直的性质定理,将面面垂直转化为线面垂直.注重平时积累和有针对性地探究结论间的联系,是建立和增进推理链的基本方法.
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