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多面体截面的画法专题
引子,先看一道2019 武汉高三某次质检题:
题:如图,点A ,B ,C,M ,N 为正方体的顶点或所在棱的中点。则下列各图中不满足直线
MN ∥平面ABC 的是( )
这道题,很迷惑人。直观感觉是都平行,好象没有答案。
是不是出题人搞错了?
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嘿嘿,把截面画出来,答案一下就清楚了。
所以多面体截面的画法非常重要,是基本功。
一、几何体的截面画法
截面作图的题型可以分为以下几种情况:
1、过某些点的截面图 (见例1、2、3、4 ),
关键:咱们的作图可分为两大类:一是作平行线,二是找交点。
★公理 3 :若两个不重合的平面有一个公共点,那么它们有且只有一条过该点的公共直
线。
★公理2 的推论2 :过两条相交直线,有且仅有一个平面。(两条相交直线共面)
★公理2 的推论3 :过两条平行直线,有且仅有一个平面。(两条平行直线共面)
★平行公理:平行于同一条直线的两条直线平行。
★线面平行的性质定理:一条直线与一个平面平行,则过该直线的任一平面与此平面的
交线与该直线平行。
★面面平行的性质定理:如果两个平行平面同时和第三个平面相交,那么它们的交线平
行。
2、作平行于某条直线成平面的截面。(见例5 )
3、作垂直于某一直线成平面的截面。(见例6)
4、作与某一直线或平面成一定角度的截面。(见例7 )
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在考试中一般会考察一些较为明显的,角度易找易算的图形。一般要求根据线面角,二
面角的定义来作图。
★直线和平面所成角:
★二面角:
★三垂线定理及其逆定理:
例 1:如图,点M ,N ,P 为正方体所在棱的中点。作出过此三点的平面截正方体所得的截
面图形。
分析点线面关系,找到突破口及思路:作平行线。
1、取棱中点A ,连NA ,可证NA 平行PM 。
2、取棱中点B,连AB,可证AB 平行NM 。
3、同利用平行关系找到棱中点C 点,然后连接各线。
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总结:例1 的关键就是作平行线。
例2:如图,点M ,N ,P 为正方体所在棱的中点。作出过此三点的平面截正方体所得的截
面图形。
思路:延长找交点。
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例3 :如图,点M ,N ,P 为正方体所在棱的中点。作出过此三点的平面截正方体所得的截
面图形。
分析:图中没有显著的平行关系可以使用。可以考虑找交点的方式来作图。例如延长
PM ,应该与底面相交。若能找到这个交点,从而连接它与点N ,从而交线可得。而问题恰
恰在于这个交点在哪里?
一般来说,要确定一条直线和一个平面的交点,
最好能明确它与平面内的哪条直线相交,此处,直
线 MP 与底面的四条边所在的直线均为异面直线,
因些交点肯定在别的直线上,而这条直线既然能与
MP 相交,它们必然是共面直线,本题突破口,也
就是在这 “共面”二字上。
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如下图,PM 与底面的交点B ,你知道是怎么做的么?
根据比例关系可以知道C 也是棱的中点。确定C 点后面就很简单
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