章显联
(浙江省绍兴市鲁迅高级中学 312000)
教材是教师教学 ,学生学习之本,也是高考命题专家命题之源.数学概念,法则,公式的复习不仅要记住结论,更要关注它们的发生,发展过程和本质.下面通过探秘2019年部分高考题的源与流,让我们更懂得需要利用好教材,包括教材中的习题.
高考真题【2019年浙江高考8】设三棱锥V-ABC的底面是正三角形,侧棱长均相等,P是棱VA上的点(不含端点).记直线PB与直线AC所成的角为α,直线PB与平面ABC所成的角为β,二面角P-AC-B的平面角为γ,则( ).
A.β<γ,α<γB.β<α,β<γ
C.β<α,γ<αD.α<β,γ<β
题源揭秘本题的背景是:“最大角与最小角原理”.
探究1已知AP为平面α的斜线,AP与平面α内过P点的所有直线所成的角中,最小的那个角在哪里?
通过直观感知,操作确认,思辨证明得出最小角.
最小角原理:斜线与平面内任何直线所成的角中线面角最小.
三余弦公式:cosγ=cosθ·cos∠CPO.
图1 图2
探究2在锐二面角α-l-β中,α内过P点的所有直线中,哪条直线与β所成线面角最大?
通过直观感知,操作确认,思辨证明得出最大角原理及三正弦公式:
最大角原理:在锐二面角α-l-β中,α内的任一直线AP与β所成线面角中二面角的平面角最大.
三正弦公式:sinθ=sinγ·sin∠PAF.
(其中θ为线面角,γ二面角α-l-β的平面角)
真题解答:
法1由最小角原理得β<α,记二面角V-AB-C的平面角为γ′(显然γ=γ′).
由最大角原理得β<γ,故选B.
法2(特殊位置)取V-ABC为正四面体,P是棱VA上的中点,算出α,β,γ的正弦值,可得选项B.
变式问题
变式题1(2018浙江高考8)已知四棱锥S-ABCD的底面是正方形,侧棱长均相等,E是线段AB上的点(不含端点),设SE与BC所成的角为θ1,SE与平面ABCD所成的角为θ2,二面角S-AB-C的平面角为θ3,则( ).
A.θ1≤θ2≤θ3B.θ3≤θ2≤θ1
C.θ1≤θ3≤θ2D.θ2≤θ3≤θ1
解1作出三个角,通过定量计算得出答案为D.
解2由最小角与最大角原理知:θ1≥θ2,θ3≥θ2,故选D.
变式题2 (2018年11月浙江学考)
四边形ABCD为矩形,沿AC将△ADC翻折成△AD′C.设二面角D′-AB-C的平面角为θ,直线AD′与BC所成的角为θ1,直线AD′与平面ABC所成的角为θ2,当θ为锐角时,有( ).
A.θ2≤θ1≤θB.θ2≤θ≤θ1
C.θ1≤θ2≤θD.θ≤θ2≤θ1
解由最小角原理得θ1≥θ2,由最大角原理得θ≥θ2.下面比较θ1与θ的大小既可.选B.
图3
变式题3(2014年浙江高考17)如图,某人在垂直于水平地面ABC的墙面前的点A处进行射击训练.已知点A到墙面的距离为AB,某目标点P沿墙面的射击线CM移动,此人为了准确瞄准目标点P,需计算由点A观察点P的仰角θ的大小.若AB=15m,AC=25m,∠BCM=30°,则tanθ的最大值为____.
解1函数思想
∵AB=15,AC=25,∴BC=20.设P点到地面垂足为N,h=PN,则
解2由线面角≤面面角,求tanθ的最大值转化为求二面角M-AC-Q的平面角.
变式题4若异面直线a,b所成的角为50°,P为空间一定点,则过点P与a,b所成角都是30°的直线有( ).
A.一条 B.二条 C.三条 D四条
变式题5若异面直线a,b所成的角为50°,P为空间一定点,则过点P与a,b所成角都是80°的直线有( ).
A.一条 B.二条 C.三条 D.四条
同上法有四条.故选D.
年年岁岁花相似,岁岁年年题不同.考查这类空间角的大小是浙江省高考题中难以割舍的情结,其本质是考查线面角与面面角定义的合理性,是考查学生数学素养的有效途径.正是“初闻不知角中意,细品已是角中人,角中联系今犹在,挖掘内涵助提升.”
高考真题【2019年浙江高考21】如图,已知点F(1,0)为抛物线y2=2px(p>0)的焦点,过点F的直线交抛物线于A、B两点,点C在抛物线上,使得△ABC的重心G在x轴上,直线AC交x轴于点Q,且Q在点F的右侧.记△AFG,△CQG的面积分别为S1,S2.
(1)求p的值及抛物线的标准方程;
图4
题源揭秘:本题可借助抛物线焦点弦的性质求解.结合人教A版《数学》(选修2-1)第70页例5,第73页习题2.4A组第6题,第81页复习参考题B组第7题可得到抛物线的常用结论:已知抛物线y2=2px(p>0)上的两个动点A(x1,y1),B(x2,y2),
(3) 以AB为直径的圆与准线相切;
(6)过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,通过点A和抛物线顶点的直线交抛物线的准线于点D,则直线DB平行于抛物线的对称轴.
(7)过抛物线焦点F的直线交抛物线于A,B两点,准线与x轴交于点E,则x轴平分∠AEB;反之,若x轴平分∠AEB,则直线过点F.
真题解答:
(2)设A(xA,yA),B(xB,yB),C(xc,yc),重心G(xG,yG).令yA=2t,t≠0,则xA=t2.
所以,直线AC方程为y-2t=2t(x-t2),得Q(t2-1,0).
图5
图6
变式2已知F为抛物线y2=x的焦点,过点F的直线AM交抛物线于A,M两点,过点M作直线BC交抛物线于B,交x轴于点C,若M为BC的中点,求|AB|的最小值.
变式3(2001年全国卷)设抛物线y2=2px(p>0)的焦点为F,经过点F的直线交抛物线于A、B两点.点C在抛物线的准线上,且BC∥x轴.证明直线AC经过原点O.
图7
证明二如图8,记x轴与抛物线准线l的交点为E,过A作AD⊥l,D是垂足.则AD∥FE∥BC.
图8
根据抛物线的几何性质,|AF|=|AD|,|BF|=|BC|,
以上几道题都涉及多点关联的问题,而关联定乾坤的是抛物线的焦点弦性质(证明过程参照变式3),心中有抛物线的常用结论,做题心里就有谱,踏实.抛物线中很多结论可推广到椭圆、双曲线,它们具有类似的性质.
我们在平时学习,高考复习期间,千万别忘了“本”,更不能舍本求末,课本中的“金矿”等待我们去挖掘!