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立体几何中的折叠问题
考纲目标:
掌握展开问题与折叠问题中有关线面的位置关系的证明方法,会用
平面展开图解决立体几何中有关最值问题。
通过折叠问题训练使学生提高对立体图形的分析能力,进一步理解
“转化”的数学思想,并在设疑的同时培养学生的发散思维。
考点一几何体展开问题
【例1】 如图,在直三棱柱ABGABiC中,底面ABC为直
角三角形,/ ACB=90 ,AC=6,BC=C(=逅.P 是 BC上一动
点,则CP+PA勺最小值为 .
[即时训练】如Bl,三棱锥£ ABC中, SA-AB-AC=2, ZASB=ZBSC=
ZCSA=30° , MP 分别为SB. SC上的点,Ml A ANN周长的最小值为
反思归纳: 求几何体表面上两点间的最短距离的常用方法是选择恰当 的母线或棱将几何体展开,转化为求平面上两点间的最短距离 .
考点二.平面图形的折叠问题
【例2】(2013高考广东卷)如图(1),在边长为1的等边三角形
ABC中,D,E分别是 AB,AC边上的点,AD=AE,F是BC的中点,AF与
DE交于点6,将厶ABF沿AF折起,得到如图⑵所示的三棱锥
A BCF,其中 BC= 2 .
2
⑴ 证明:DE //平面BCF;
⑵证明:CF丄平面ABF;
⑶当AD=2时,求三棱锥 F DEG的
3
体积VF』eg ?
,搞清折叠前后的变,明确需要用到的线答题模板:
,搞清折叠前后的变
,明确需要用到的线
化量和不变量.
第二步:在折叠后的图形中确定线和面的位置关系
面.
第三步:利用判定定理或性质定理进行证明 .
第四步:利用所给数据求边长和面积等,进而求表面积、体积
【即时训练】
1、(2015高考四川卷)一个正方体的平面展开图及该正方体的直观图的示意 图如图所示.
⑴ 请将字母F,G,H标记在正方体相应的顶点处(不需说明理由);
(2)判断平面BEG与平面ACH的位置关系,并证明你的结论;
⑶证明:直线DF丄平面BEG.
2.(2015洛阳三模)等边三角形 ABC的边长为2,CD是AB边上的高,
E,F分别是AC和BC的中点(如图(1)).现将△ ABC沿CD翻成直二面
角 A- CD-B.
(1)求证
(1)求证:AB //平面 DEF;
(2)求多面体 D -ABFE的体积。
3.如图所示,在边长为4的菱形 ABCD中,/DAB=60 ° .点E,F分别在 边CD,CB上,点E与点C,D不重合,EF丄AC于点O.沿EF将厶CEF 翻折到△ PEF的位置,使平面 PEF丄平面 ABFED.
⑴求证:BD丄平面 POA;
(2)当PB取得最小值时,求四棱锥P-BFED的体积.
【要点总结】折叠与展开问题是立体几何的两个重要问题,这两种方 式的转变正是空间几何与平面几何问题转化的集中体现。处理这类题 型的关键是抓住两图的特征关系。解答折叠问题的关键在于画好折叠 前后的平面图形与立体图形,并弄清折叠前后哪些发生了变化,哪些 没有发生变化。这些未变化的已知条件都是我们分析问题和解决问题 的依据。而展开问题是折叠问题的逆向思维、逆过程,一般地,涉及 到多面体表面的问题,解题时不妨将它展开成平面图形试一试。 作业:
1、(2005浙江理科)12.设M、N是直角梯形 ABCD两腰的 中点,DE丄AB于E(如下图).现将△ ADE沿DE折起,使 二面角A- DE - B为45° 此时点A在平面BCDE内的射影 恰为点B,则M、N的连线与AE所成角的大小等于 .
2、( 2009浙江)如图,在长方形 ABCD中,AB = 2 , BC = 1 , E 为DC的中点,F为线段EC (端点除外)上一动点?现将 AAFD 沿AF折起,使平面 ABD _平面ABC .在平面 ABD内过点D作 DK _AB , K为垂足.设AK二t ,则t的取值范围 是 ?
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