高考數(shù)學(xué)立體幾何,正方體截面面積何時(shí)最大,這兩種解法最好。題目?jī)?nèi)容:已知正方體的棱長(zhǎng)為1,每條棱所在直線與平面α所成的角都相等,求α截此正方體所得截面面積的最大值。這道高考題有相當(dāng)?shù)碾y度,難點(diǎn)一是準(zhǔn)確畫出符合題意的截面的多邊形輪廓,難點(diǎn)二是這個(gè)多邊形的面積何時(shí)最大。 一步就畫出面積最大的截面不太現(xiàn)實(shí),故考慮先找出一個(gè)與所有棱所成的角都相等的截面,如平面MNP,因?yàn)槔釭M、GN、GP與平面MNP所成的角相等,其余各棱必與這三條棱之一平行,所以正方體所有棱與平面MNP所成的角都相等;平面MNP沿向量GH稍稍平移即可得到一個(gè)六邊形截面ABCDEF;很明顯六邊形ABCDEF的最大面積和三角形MNP的面積中較大者就是截面的最大值。 下面求六邊形ABCDEF的最大面積,直接求解有難度,但是咱們知道,這些截面在正方體的底面上的投影的面積越大,其面積就越大;如圖,六邊形ABCDEF在底面上的投影為六邊形A′B′C′D′E′F′,截面的面積最大值計(jì)算如下,最終發(fā)現(xiàn)六邊形ABCDEF的最大面積大于三角形MNP的面積,所以最大值就是六邊形ABCDEF的最大面積。 方法二,最值一般都是出現(xiàn)在“臨界”位置,如下圖,A、B、C、D、E、F是所在棱的中點(diǎn),所以面積的最大截面要么是三角形MNP,要么是正六邊形ABCDEF,只需要比較這兩個(gè)多邊形的面積即可。 本題雖是一道選擇題,但牽扯到的基礎(chǔ)技能很多,需要會(huì)畫截面,會(huì)畫截面在平面上的投影,會(huì)合理表示線段的長(zhǎng)度等等,還要有較強(qiáng)的觀察能力和分析問(wèn)題的能力,任何一個(gè)不足都可能導(dǎo)致做不下去,所以數(shù)學(xué)上沒(méi)有絕對(duì)的重點(diǎn),任何知識(shí)和技能都很重要。 高中、高考、基礎(chǔ)、提高、真題講解,專題解析;孫老師數(shù)學(xué),全力輔助你成為數(shù)學(xué)解題高手。 |
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