解答立體幾何問題,需對點、線、面之間的關(guān)系進行研究,熟練掌握并靈活運用棱柱、棱錐、球等幾何體的性質(zhì),以及線面平行的性質(zhì)、面面垂直的判定定理、異面直線所成角的定義等.立體幾何知識中蘊含著豐富的數(shù)學(xué)思想,同學(xué)們除了需要掌握這些基本知識和技能外,還要領(lǐng)會和掌握這些數(shù)學(xué)思想,以提升解題的效率.下面主要談一談如何運用數(shù)學(xué)思想解答立體幾何問題.
一、運用數(shù)形結(jié)合思想
運用數(shù)形結(jié)合思想解答立體幾何問題,需將立體幾何圖形的特征、性質(zhì)和數(shù)量關(guān)系相聯(lián)系,根據(jù)“形”與“數(shù)”之間的對應(yīng)關(guān)系來進行轉(zhuǎn)化,以使問題快速得解.在解題時,同學(xué)們要仔細研究圖形中點、線、面之間的位置關(guān)系,靈活運用幾何圖形的性質(zhì)、正余弦定理、勾股定理、點到直線的距離公式、向量的運算法則等建立數(shù)量關(guān)系式,以通過代數(shù)運算順利獲得問題的答案.
我們需先根據(jù)正四棱錐和球的對稱性添加輔助線,構(gòu)造出直角三角形,從而求得正四棱錐的底面面積、高線長,再根據(jù)棱錐的體積公式求得正四棱錐體積的表達式;然后將其視為關(guān)于h的函數(shù)式,對函數(shù)求導(dǎo),根據(jù)導(dǎo)函數(shù)與函數(shù)單調(diào)性之間的關(guān)系判斷出函數(shù)的單調(diào)性,求得函數(shù)的最值,進而確定正四棱錐體積的取值范圍.
總之,運用數(shù)學(xué)思想解答立體幾何問題,要熟練掌握各個數(shù)學(xué)思想的特點、用法等,抓住問題的本質(zhì),將其與數(shù)學(xué)思想相關(guān)聯(lián),以選用合適的數(shù)學(xué)思想來解題,提高解題的效率.
(作者單位:陜西省榆林市第一中學(xué))
語數(shù)外學(xué)習(xí)·高中版上旬2024年30期