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第七章立體幾何與空間向量教考銜接課2從“一題多解”“一題多變”角度探究立體幾何2022年新高考Ⅰ卷第19題的命制思路并沒有同往年一樣,第(1)問位置關(guān)系的證明為第(2)問的建系求解做好鋪墊,而是把推理融在計算之中,深度考查同學們對立體幾何圖形的直觀想象、邏輯推理和數(shù)學運算素養(yǎng),下面我們對這道高考真題以一題多解、一題多變、回歸教材的思路來領(lǐng)悟高考題的命制與求解.
【真題溯源·大題拆解】本題是以直三棱柱為載體的立體幾何模型,倘若同學們對教材比較熟悉,不難發(fā)現(xiàn),該高考題的原圖源于人教A版數(shù)學必修第二冊(2019年6月第1版)第164頁第19題(如下),將19題與人教A版數(shù)學必修第二冊(2019年6月第1版)第161頁例10(如下)融合在一起,便形成了2022年新高考Ⅰ卷第19題.[教材題19]如圖,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ABC=90°,AA1=AB,求證A1C⊥AB1.[教材題例10]如圖,已知PA⊥平面ABC,平面PAB⊥平面PBC,求證:BC⊥平面PAB.倘若同學們能這樣拆解問題,學會分析問題,相信2022年新高考Ⅰ卷第19題第(2)問的求解已不算太難.
以B為原點,建立空間直角坐標系,如圖,
法二(幾何法):連接AB1.因為AA1=AB,所以四邊形ABB1A1是正方形,故AB1⊥A1B,因為平面A1BC⊥平面ABB1A1,且平面A1BC∩平面ABB1A1=A1B,AB1?平面ABB1A1,所以AB1⊥平面A1BC.設AB1∩A1B=E,如圖,過點E作EF⊥BD,垂足為點F,連接AF,根據(jù)三垂線定理可知AF⊥BD,則∠AFE即為二面角A-BD-C的平面角的補角.
法四(補體法):結(jié)合題意,由法一、法二知AB=BC=AA1,BC⊥AB1,構(gòu)造正方體如圖所示,則∠AB1C=60°.
【變式研究·觸類旁通】1.條件不變,變結(jié)論:(1)求C到平面ABD的距離;(2)求二面角A-BD-C的余弦值.2.結(jié)論不變,變條件:把(2)問的條件“平面A1BC⊥平面ABB1A1”換成“BC=2,且AC與平面A1BC所成的
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