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【赞不绝口】立体几何空间轨迹的解题策略,简直太形象了!!!

The following article is from 素人素言 Author 彭西东

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距高考还有215天

解题策略

对于立体几何空间轨迹的问题,研究的主要还是解析几何中的几种曲线:直线、圆、椭圆、双曲线与抛物线基于这种认识,常规的思路有如下四种:1.几何法:根据平面的性质进行判定;2.定义法:转化为平面轨迹问题,用圆锥曲线定义判定,或用代数法进行计算;3.截面法:根据丹德林双球进行判定;4.特殊值法:根据空间图形线段长度关系取特殊值或位置进行排除。

  几何法  

分析:因为A1C为定直线,点N在运动的过程中若保持MN与A1C的垂直关系不变,则MN必在经过点M且与A1C垂直的平面内,故点N在该平面与已知平面的交线上,交线显然为线段。故本题选A.

备注:

其实,这类问题,对动点运动过程中元素性质的分析,是非常重要的。抓住变化过程中的不变关系,是最关键的。

  定义法  

分析:因为AB1⊥面A1BCD1,故过面A1BCD1内点P作AB1垂线,垂足一定是图中的交点G了。此时,题给条件即为动点P到定点G的距离与到直线BC的距离相等,由圆锥曲线定义知其轨迹为抛物线。故本题选D.

备注:

说起轨迹,我们首先想到的当是解析几何中的轨迹问题,还有不少求轨迹方程的方法吧?那么空间与解析几何中轨迹的唯一区别,就是空间与平面的区别了,那还犹豫什么呢,赶紧想办法,将涉及到的空间元素,尽可能迁移到同一平面内呗,用我们最拿手的解析几何方法去处理。所以,数学解题过程中,化归意识才是最至关重要的。

  截面法  

分析:因为线段AB是固定的,三角形PAB的面积为定值,实际上就是说点P到直线AB的距离为定值
因此,点P应该在以AB为轴线的圆柱侧面上。所以,点P的轨迹,应当就是圆柱的侧面与平面α的交线了,显然为椭圆。故本题选B.

备注:

其实,关于轨迹问题最常规的处理,是逐步缩小动点的活动范围,直至最后确定它的运动轨迹。

就象此题的思路,先确定点在圆柱上,再确定在平面与圆柱的交线上。

当然,你首先得知道:

平面内到定直线的距离为定值的点的轨迹是两平行线,

空间内到定直线的距离为定值的点的轨迹为圆柱侧面。

还有,如果对丹德林双球不太熟悉,可能也不会快速做出反应吧?那么什么是丹德林双球呢?下面视频为丹德林双球模型的讲解视频:

https://v.qq.com/txp/iframe/player.html?width=500&height=375&auto=0&vid=b056290sgzk

分析:与定直线夹角为定值的点,一定在以该直线为轴线的圆锥侧面上。那本题中的动点P,就应该是面BB1C1C与该圆锥的交线了。由丹德林双球模型可知交线为双曲线一部分。故本题选C.

分析:动点A不仅在平面内,同时也在以BC为轴线的一个圆锥侧面上。只是尴尬的是,我们不知道平面和圆锥具体的位置关系是怎样的,由丹德林双球模型可知,那就是几种圆锥曲线都有可能了。因此就选了D.


  特殊值法  

分析:显然,PM≥PO,则PM≥PH,则在面ABC内,点P应在∠ABC的平分线和AB之间. 从四个选项看,应选D.

备注:

本题和前面题最大的不同,在于实在是想不出来轨迹是谁了,那我们只能尽可能的分析其特征,看看能不能用排除法或特殊值法了。作为考试来说,也是很好的思路。

 课后挑战题 

留个悬念,自己思考呗!


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