立體幾何中的摺疊問題,如何使用向量法和幾何法求角

2020-12-15 孫老師數學

高考數學,立體幾何中的摺疊問題,如何使用向量法和幾何法求角。題目內容:如圖,四邊形ABCD為正方形,E、F分別為AD、BC的中點,以DF為摺痕把△DFC折起,使點C到達點P的位置,且PF⊥BF;(1)證明:平面PEF⊥平面ABFD;(2)求DP與平面ABFD所成角的正弦值。

立體幾何中,求直線與直線、直線與平面以及平面與平面所成的角時,一般有兩種方法可供選擇,即向量法和幾何法,推薦使用向量法,但不絕對,如果你的推理能力較強,有時使用幾何法會更方便。

第一問證明兩個平面垂直,沒有什麼難度。

主要講一下第二問,求直線與平面所成的角,先使用向量法來求解。建立合適的坐標系是向量法的第一步,如下圖,直線PD與平面ABFD所成的角的正弦值等於向量DP與向量GP所成角的餘弦值,要求這個餘弦值,需要求出向量DP和向量GP的坐標,為了計算出點D、P、G點坐標,需要進行一些必須條件的推理,詳細如下。

根據上面得出的多個直角三角形,利用勾股定理即可求出所需的所有線段的長。

所有的條件都準備好了,接下來的就是使用向量的方法來求解了,具體過程見下方。

由於第二問中很容易找到直線PD與平面ABFD所成的角,即圖中的∠PDG,所以可以考慮使用純幾何的方法來求解,具體如下。

向量法和幾何法你覺得哪個更好?

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