在前面探讨辅助线作法的文章中,有一篇文章阐述的是已知条件只给出了角度和长度,要求长度,通过辅助线补形,将一般图形转化为特殊基本图形,从而使得长度的求取运算过程变得非常简单,但是运算过程始终还是基本定理。
通常在长度、角度关系的几何问题中,包括平面几何、立体几何,沟通这些长度、角度关系的桥梁都是基本定理、定律、法则、公式。
我们通过一道简单的题来看看,具体是怎么通过基本定理、定律、法则、公式作为桥梁来沟通长度、角度关系的。
题目中只给出了长度关系和一个角度,长度关系表示△BAD和△BDC都是等腰三角形,那么∠DCB=∠DBC=30°,∴∠BDC=120°。AE、DF分别是他们底边上的中线,自然也就是高,∴AE⊥BD、DF⊥BC。而长度关系通过勾股定理可知△BAD为等腰Rt△。
证明线面关系自然要转化为证明线线关系,而平面BCD上并不好证明已有的哪条直线垂直于平面ABD从而实现AE与底面另一条直线的垂直关系的目标。既然如此,自然就不舍近求远,连接CE,证AE⊥CE即可。不好证CE⊥平面ABD,那就在△ACE中证勾股定理。
这里讲这么详尽是为了一些基础不够牢固的同学看明白,究竟哪些冤枉路完全可以避免,从而直奔主题。
打草稿时为了运算最为便捷,我们通常按长度关系标注最利于运算的特殊值,卷面书写中就添加一个参数就是。求AE的长度随便怎么求都可以:Rt△BAD中AE=1/2BD(Rt△斜边上的中线等于斜边的一半),勾股定理、面积法也可以,不过那是多事。CE的长度当然是在△BDC中用余弦定理(沟通长度和特殊角度的桥梁)。
第二小问显然用顶点G,非常简单,谁会按它怎么标你就怎么采纳?G为AC中点,显然三棱锥G-CDF的高为三棱锥A-BCD的高的一半,底面也还是一半,体积就是四分之一,不过用不用四分之一等积法(几何中就是体积法、面积法)都一样,反正两个一半。而由(1)可知AE即三棱锥A-BCD的高,底面面积也是随便怎么求都可以,简单至极。
我写得详细一点是让所有同学都能瞬间看明白,真正掌握牢固熟练的同学可能最多需要写一下划红线的部分即可。
此题固然简单,我是希望大家明白一个道理,在立体几何也跟平面几何一样,本题只给出了长度关系、特殊角度,只需要用基本定理(勾股定理、余弦定理)就沟通了题目的长度关系、角度的桥梁。稍复杂的可能还会用到别的定律、法则、公式来一起沟通长度、角度关系的桥梁。
所以无论在平面几何还是立体几何中,无论添辅助线还是不添,沟通起长度、角度关系的桥梁的,基本都是基本定理、定律、法则、公式等最基础的知识点,所以一定要把最基础的知识点掌握牢固、熟练,才能进一步运用自如。否则,简单的调用基础知识都不能快速反应,谈何提高升华?
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