一张好照片,事半功倍_图形推理论文

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平时解答的立体几何习题,有的给出图形,有的没有给出图形。如果没有给出图形,有的可以通过想象或借助模型帮助思考,从而获得解答,但大多数最终还是要从画在纸上的立体图出发,完成整体思考才能获得解答。因此,图画得好坏就举足轻重了,因为它首先体现你对题设条件的理解是否正确,即你所画的是否为一张符合题设条件的图形,其次它还必须有利于你对题目的认识和思考,即你能借助它迅速打开思维的阀门,到达彼岸。下面介绍几种如何画好立体图的简单方法。

1 了解斜二侧画图的方法,并熟悉常见图形的立体形状

在高中立体几何中,出现的图形虽然千变万化,但是最常用的图形无非是立方体、长方体、三棱锥(柱、台)、四棱锥(柱、台)、圆锥(柱、台)、球等常见的立体图形,因此在平时的练习中要多观察、善总结,这些常见图形就会自然而然地留在你的记忆里。

2 熟知立体图的显著特点

用斜二侧法画立体图,是我们常用的方法,图形的显著特点是:平行的视觉印象与实际情形相符,在同一直线或平行直线上的线段视觉长短有真实感,但线段长度只具有示意性,在不同方向的线段长度的视觉印象一般不符合实际情况。角的视觉印象一般情况下(图形不在垂直投影面上时)也不具示意(大小)性,有时即使在同一平面上,视觉大的角可能是实际上较小的角,视觉小的角也可能是实际上较大的角。

3 恰当应用平面“衬托”和对线面进行适当的“剪切”

在画3条直线两两垂直、3个平面两两垂直时,应分别采取对线面的剪和切,画成如下图形,而不能将它们全部画出。

例1 在直角坐标系中,设A(-2,3),B(3,-2),沿x轴把直角坐标平面折成大小为θ的二面角后│AB│=4,求θ。

分析 画图时我们应用平面衬托画成上面这样的图。

4 选择一个能尽量反映图形全部特征的视角画图

一般应使图中主要线、角所在平面与观察的视线方向垂直,因为在这个平面上,点、线、面的位置关系与人的视觉是一致的,有利于对问题的思考。

例2 半径为R的球O,内切于正方体ABCD—A[,1]B[,1]C[,1]D[,1],P、Q分别是AB、B[,1]C[,1]的中点,PQ交球O于M、N两点,求MN 的长。

分析 如下左图所示,MN即为球O某一大圆的弦,要求弦长, 即求弦心距。如下右图,取PQ中点G,连接OG,即求OG。 在图中可以清楚地看到,OG长即为正方形BEFP对角线长的一半,进而可求得MN=R。 纵观此题解答过程,重要的就是能画一张符合题意的好图。

5 适当运用平移、翻转、旋转等变化思想

分析 此题表面上是体积问题,但其重点依旧在于辨别线面的垂直关系。我们可将图中三棱锥S—OPQ平移出来(如右图),再适当转换角度,成为常用的几何图形,这样就可以排除复杂图形的干扰,突出问题的重点,使貌似复杂的问题转化为简单问题。

例4 正方体ABCD—A[,1]B[,1]C[,1]D[,1]中棱长为1,P是面BCC[,1]B[,1]对角线BC[,1]上一动点,Q是底面ABCD上一动点,则D[,1]P+PQ的最小值等于____。

分析 由题意可知:D[,1]P+PQ取最小值时,点Q必定是点P在底面上的射影。如右图,由于D[,1]P与PQ不在同一平面,因此,我们把△BC[,1]C沿BC[,1]翻转90°,使△BC[,1]C与对角面ABC[,1]D[,1]在

图形是直观的语言,它的直观性、科学性、准确性直接影响着空间想象和推理过程,画好图形是学好立体几何的必要条件,我们必须重视它。

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