4 2
福建中学数学
20 0 9年第 6 期
两条异面直线距离 的四种 求法
白振志 黑龙 江五常市职教 中心学校 ( 5 2 0) 10 0
两条异面直线距 离求法是高 中立体几何难点 之
一
距离就是二异面直线 的距离. 例 3正方体 A C B D—ABcDI ,棱长为 1 1,l 中 ,求 异面直线 A 与 BC的距离. DI 解 。A lI C . B I BC .D1 I ’ B C 与 1
确定平面 B CB =口, C 1. BCI I ,AD与 A j ID A I D 确定平
面 A DI = , D A
.
它在高 中立体几何 中占有重要地位 。下面介 绍
异面直线距 离的四种求法 ,以拓展解题思路 .提 高 思维效 率. 1 .定义 法 找 出二异面直线距离的公垂线 。之后 求出公 垂 线段的长度. 例 1正方体 A C B D—ABCDi i 中棱长 为 1 ,求异 面直线 AD 与 B l 1 B 的距离.
则平面 0l 5l 平面 ,口与 距离 为 } BI . A =1
・
.
.
解 ‘A l tt ・ 1 上AD , ‘B
A1 -BBI. Bi j
・ . .
二异面直线
与B C之间距离为 1 .
适用范围 :二平面之 间距离易于 求解 的题型.
4 .空间坐标系法 A 引理 设平面 的法 向量 为 N , B∈a。A仨 a. 则点 A到平面 口的距离 d=L—一 .
1 l Ⅳ
A 异 面 直 线 AD 1 是 B I 与 与 B B 之间距离 d=AB . l1i J =1
肋 的公垂线 ,
. .
1 . l
适用范围 :适用于容易找 出公垂线段 ,且 公垂 线段的长度易于求解 的题型.
证明 作A a O上 垂足为0,f , \ 0 : ,则
、 ,
2 .化为平行线面距离法
a、 b 异面直线 ,在 b 取点 M ,过 做 是 上 Cl l a,设 b、C 确定平面 ,则 a¨ ,a与 的距 离就是二异面直线的距离. 例 2正方体 A C B D—ABCD 中,棱长为 1 I.I ,求 异面直线 A A 的距 离. D与 i 分析 此题很难找 到公垂线 。
所 以不能用 定义 法.
A A I B1I OI o 0, B・ O= A .A ・ s c
A l ,A O l N O=2 , N
・
.
.
在一 A O上的投影数量为
AB . AO
.
c os : —
—
l AOl
A . B AN 2AB . 。
l N{ 2
ll l I Ⅳ
解 ‘ DIC, . B I 。 I A
・ . .
l A
・ .
。 : l l , ol
A Il B 1I D_ 面 CA ,
・ . .
A 面 口 l 的距 离就 是 异面直 线 D 与 D到 c l
.
到平面 口的距离 d= L
I .I
1 I N
.
G 的距离 ,即点 A到面 AB 1 IC 的距离.
‘ .
’
=
∞
定理 设 a、 b 二异面直线 .与 。、b都垂直 是
1
=> 一 =
.
三√ )— 1一. . f d , 1 1 1 z
4
.
的向量为 Ⅳ ,在 口上取一点 ,在 b n 上取一点 ,
那 么。异面直线 日、 b 间距离 d=1 . I 之 L B Ⅳn A
.
≥
:
l I
,
3
证 明 b上取一点 0,过 0作 口I a,口 与 b确 I
适用范围 :容易求出线面距离的题型. 3 .化成 平行平面 间距离法
设 口、b 为二异面直线 , a上取点 A. A作 在 过
定平面 口 ,则 l ,在 a上取 点 I
,
在 b上取一点 B 设 口的法 向
量为 ,则 _ , J _
j云, _
al b,日 与 口确 定平面 , b上取点 B, I 在 过 作
bl I a.b 与 b 确定平面 ,则面 I , 0与 的 I 5
由 引理 : A到面 0 的距 离 5
20 0 9年第 6 期
福建中学数 学
I I No= 0 AD ・
4 3
:
I
.
Io N I
.
c’ — -Ⅳn
I +Z =0 —
f l
,
.
.
二一
蝴
踊
:
.
l +Y=0 —
例 4正方体 A C B D—ABCD 中,棱 长为 1 I . ,求 异面直线 A 1 AG 的距离. D与 l 解 如图 , A 1 一 , 1 , AC =( 1 1 0 D =( 10,) , 一 , ,)。
设与 一 、一C 都垂直的 向量 =( , z) A t A 1 D r y, ,
取 X =1 . N =(, ,) , ‘ o 111, .
A∈A , A ∈AC , A I 0, ,) DI l j1 A =( 0 1 ,
,
I ‘0 1 Ⅳl
} I 4 3 3
l DI 上Ⅳn A
<
适用范 围:能建 立空 间坐标系题型.
l 上
由以上四种解 法看 出空 间坐标 系法 比前 三种解
法更 灵活 、方便 、实用.
巧用符 号与字母理解和 应用整体思想
林 清 福 建省 福州 第四中学 ( 5 0 9) 300 整体思想是高中数学重要思想方法之一 ,整体思 想 的实质是把一些量看成一个整体去设元 、列式、变
形 、消元、代入或求值等 .
这样可以使复杂的问题变得
如在理解公式 s 2 i a=2 i o 时学生容易掌握 , n s c s n
但在变形应用为s a= s 譬cs 时学生就难以理 i 2i o n n
解. 这时可用整体思想 方法将 2 a看成一个整体 口,则
简单 ,陌生 的问题 变得熟悉。极大方便了学生理解和
解题 。便于知识的同化和顺应 ,因此整体的好处是显
s D 2i导 o导学生就容易理解这种倍半关系了. i = s cs n n
2 整体思想在解方程 ( ) . 组 和不等式 中的应用
例 1求解不等式程 4 +2 3 ” 一 >0. 解 析 ( 。 2)+2- 一3 ( ) >0 , 运 用 符 号 法 2 O+n 3 2 2 一 >0。将 2 当成一 个整体 ,只需令 口为 f , 即设 t >0,原题转化为 同学们 熟悉的一元 二次 =2 不 等 式 t+ f 3 2 一 >0求 解 . 以 , 所 >l或 , 3, 即 <一
2 >1 2 <一 舍去 .. 或 3 .X>0. ‘
而易见的. 但是学生有理解整体思想上却有难度 , 本文 试图从学生感性的符号与字母入手,通过实例理解和 应用整体思想 ,使学生的数学学习变得简单有趣.
1 整体思想在公式理解 中的应用 . () 1 用整体思想理 解立方和 与差公式 的变形应 用. 立方公 式在课标课程 中初 中已经没有了 ,但在高 中教学 中特别是它的变形形式 经常用到 .
学生在记忆公式 a +b :( +6 一a +b), a ) b a 一b :( 6( 6 问题 不大 ,但是在变形 a一 ) +口 +b ) 口
】 I 2 I 1 2 1 1
例 2求解 方程 1‘ +X =2 . O 0 解 析 本 题若不 用整 体思想 方 法很难 看懂题 目 和 解 题 . 用 整 体 思 想 令 lx 应 g =t.原 方 程 化 为
l +f0)=2 0 l 0, 即 1 +1 =2 0 0 0,即 1 =1 0 0. 所 以 ,=1 t 1 , =± ,即 lx=± .所 以 X=1 . g 1 0
应 用 a+ r 3 6 ) j a6 +b ) a :fj 3 b= 日 + j( — jj , —b Ⅱ —b ) 口 3
2 1 I 2
( , , a +a b +6 )中却很难理 解 ,用 符号法理解就 简 单的多.
符号 法如 下 :a +b =( +6( b 看成 a ) 一a +b ) 口
口+ (+ ) D △ ) 其中 D 为一 个整体表 △ = 口 △( 一 A+ , 口 作 示 a,△也作为一个整体表示 b,a是 a的三 次方 ,
同理
a是 a 的三次方 , , b是 6 的三次方 . 样只需 口 这
l l
3 整体思想在 函数解 析式 、定义域 、值域 、单 . 调性、 奇偶性中的应用 例 3 已知 f( ) x一 x+1=X +2 1中 ∈(1 l求 一 ,1
厂 的解 析式. ()
解 析 将 + ) 1当成一个整体 口,
贝 f() 口 1 +2D 1一 , 0 m :(一) (一 ) 1
里用 。 填 入 ,△里用 6 填 入就 可方便得 到公式 变 j 3
形 ,学 生也就理解了. ( )用整体思想理解二倍角公 式中的倍半关 系. 2
所 以f() X )十2x ) x =f 一1 ( 一1一1,
因为 f( +1=X +2 一1 x ) x 中 ∈ 一, , ( 1 】 1
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20 0 9年第 6 期
两条异面直线距离 的四种 求法
白振志 黑龙 江五常市职教 中心学校 ( 5 2 0) 10 0
两条异面直线距 离求法是高 中立体几何难点 之
一
距离就是二异面直线 的距离. 例 3正方体 A C B D—ABcDI ,棱长为 1 1,l 中 ,求 异面直线 A 与 BC的距离. DI 解 。A lI C . B I BC .D1 I ’ B C 与 1
确定平面 B CB =口, C 1. BCI I ,AD与 A j ID A I D 确定平
面 A DI = , D A
.
它在高 中立体几何 中占有重要地位 。下面介 绍
异面直线距 离的四种求法 ,以拓展解题思路 .提 高 思维效 率. 1 .定义 法 找 出二异面直线距离的公垂线 。之后 求出公 垂 线段的长度. 例 1正方体 A C B D—ABCDi i 中棱长 为 1 ,求异 面直线 AD 与 B l 1 B 的距离.
则平面 0l 5l 平面 ,口与 距离 为 } BI . A =1
・
.
.
解 ‘A l tt ・ 1 上AD , ‘B
A1 -BBI. Bi j
・ . .
二异面直线
与B C之间距离为 1 .
适用范围 :二平面之 间距离易于 求解 的题型.
4 .空间坐标系法 A 引理 设平面 的法 向量 为 N , B∈a。A仨 a. 则点 A到平面 口的距离 d=L—一 .
1 l Ⅳ
A 异 面 直 线 AD 1 是 B I 与 与 B B 之间距离 d=AB . l1i J =1
肋 的公垂线 ,
. .
1 . l
适用范围 :适用于容易找 出公垂线段 ,且 公垂 线段的长度易于求解 的题型.
证明 作A a O上 垂足为0,f , \ 0 : ,则
、 ,
2 .化为平行线面距离法
a、 b 异面直线 ,在 b 取点 M ,过 做 是 上 Cl l a,设 b、C 确定平面 ,则 a¨ ,a与 的距 离就是二异面直线的距离. 例 2正方体 A C B D—ABCD 中,棱长为 1 I.I ,求 异面直线 A A 的距 离. D与 i 分析 此题很难找 到公垂线 。
所 以不能用 定义 法.
A A I B1I OI o 0, B・ O= A .A ・ s c
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.
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.
G 的距离 ,即点 A到面 AB 1 IC 的距离.
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定理 设 a、 b 二异面直线 .与 。、b都垂直 是
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.
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那 么。异面直线 日、 b 间距离 d=1 . I 之 L B Ⅳn A
.
≥
:
l I
,
3
证 明 b上取一点 0,过 0作 口I a,口 与 b确 I
适用范围 :容易求出线面距离的题型. 3 .化成 平行平面 间距离法
设 口、b 为二异面直线 , a上取点 A. A作 在 过
定平面 口 ,则 l ,在 a上取 点 I
,
在 b上取一点 B 设 口的法 向
量为 ,则 _ , J _
j云, _
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20 0 9年第 6 期
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设与 一 、一C 都垂直的 向量 =( , z) A t A 1 D r y, ,
取 X =1 . N =(, ,) , ‘ o 111, .
A∈A , A ∈AC , A I 0, ,) DI l j1 A =( 0 1 ,
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由以上四种解 法看 出空 间坐标 系法 比前 三种解
法更 灵活 、方便 、实用.
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林 清 福 建省 福州 第四中学 ( 5 0 9) 300 整体思想是高中数学重要思想方法之一 ,整体思 想 的实质是把一些量看成一个整体去设元 、列式、变
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这样可以使复杂的问题变得
如在理解公式 s 2 i a=2 i o 时学生容易掌握 , n s c s n
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解题 。便于知识的同化和顺应 ,因此整体的好处是显
s D 2i导 o导学生就容易理解这种倍半关系了. i = s cs n n
2 整体思想在解方程 ( ) . 组 和不等式 中的应用
例 1求解不等式程 4 +2 3 ” 一 >0. 解 析 ( 。 2)+2- 一3 ( ) >0 , 运 用 符 号 法 2 O+n 3 2 2 一 >0。将 2 当成一 个整体 ,只需令 口为 f , 即设 t >0,原题转化为 同学们 熟悉的一元 二次 =2 不 等 式 t+ f 3 2 一 >0求 解 . 以 , 所 >l或 , 3, 即 <一
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而易见的. 但是学生有理解整体思想上却有难度 , 本文 试图从学生感性的符号与字母入手,通过实例理解和 应用整体思想 ,使学生的数学学习变得简单有趣.
1 整体思想在公式理解 中的应用 . () 1 用整体思想理 解立方和 与差公式 的变形应 用. 立方公 式在课标课程 中初 中已经没有了 ,但在高 中教学 中特别是它的变形形式 经常用到 .
学生在记忆公式 a +b :( +6 一a +b), a ) b a 一b :( 6( 6 问题 不大 ,但是在变形 a一 ) +口 +b ) 口
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例 2求解 方程 1‘ +X =2 . O 0 解 析 本 题若不 用整 体思想 方 法很难 看懂题 目 和 解 题 . 用 整 体 思 想 令 lx 应 g =t.原 方 程 化 为
l +f0)=2 0 l 0, 即 1 +1 =2 0 0 0,即 1 =1 0 0. 所 以 ,=1 t 1 , =± ,即 lx=± .所 以 X=1 . g 1 0
应 用 a+ r 3 6 ) j a6 +b ) a :fj 3 b= 日 + j( — jj , —b Ⅱ —b ) 口 3
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( , , a +a b +6 )中却很难理 解 ,用 符号法理解就 简 单的多.
符号 法如 下 :a +b =( +6( b 看成 a ) 一a +b ) 口
口+ (+ ) D △ ) 其中 D 为一 个整体表 △ = 口 △( 一 A+ , 口 作 示 a,△也作为一个整体表示 b,a是 a的三 次方 ,
同理
a是 a 的三次方 , , b是 6 的三次方 . 样只需 口 这
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3 整体思想在 函数解 析式 、定义域 、值域 、单 . 调性、 奇偶性中的应用 例 3 已知 f( ) x一 x+1=X +2 1中 ∈(1 l求 一 ,1
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解 析 将 + ) 1当成一个整体 口,
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里用 。 填 入 ,△里用 6 填 入就 可方便得 到公式 变 j 3
形 ,学 生也就理解了. ( )用整体思想理解二倍角公 式中的倍半关 系. 2
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因为 f( +1=X +2 一1 x ) x 中 ∈ 一, , ( 1 】 1