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【第270期】同步教学篇——如何选取空间向量

 加倍数学 2020-09-05

滴水穿石,不是因为力量,而是在于坚持!

如何选取空间向量   

用空间向量求解立体几何问题,我们习惯于采用坐标系法,利用向量的坐标运算来实现立体几何问题的求解,这是比较常见的方法.其优点在于化空间想象和抽象思维为代数运算,起到简化的作用.实际中,向量的工具性只是发挥了一半,还可以采用基底表示向量,同时借助基底实现问题的转化,课本对此有专门的讲解,只是没有引起重视而已.

一、基底法引入空间向量

北师大版选修2-1第二章第4节开始用空间向量讨论立体几何问题,这一节的例题都是通过基底来实现问题的转化和证明.仔细分析不难发现,利用基底法引入空间向量求解立体几何问题通常有以下特点:

1.相比之下空间直角坐标系的建立不易实现,这时可选取一组基底表示空间向量;

2.将题目中的关系利用向量表示出来,并根据向量的运算法则进行适当化简,即已知条件向量化;

3.分析转化目标关系,将其对应为向量关系;

4.结合已知向量关系推导出目标向量关系,并将结果进行转化,得出答案.

二、空间直角坐标系法引入空间向量

建立空间直角坐标系,将立体几何问题代数化虽然是一个很好的方法,但是有部分同学不注意对其中隐藏条件的把握,使得解题过程不完整,甚至出现低级错误,导致解题出错.对于利用空间直角坐标系引入向量来求解立体几何问题,要特别注意以下几点:

1.建系的条件是否具备.有的题目中所给模型易于建系,如正方体或长方体等,只需要简单说明即可;有的问题中的垂直关系需要证明,在证明了垂直关系以后才可以建系,这时证明垂直就很重要,否则建系过程不完整.更有甚者,个别学生不考察垂直情况,根据自己感觉进行建系,当然错误就在所难免.

2.数量关系的确立.空间直角坐标系建立以后,下一步就是确立点的坐标,这时要注意对题目中所给条件的运用,如果题目中有数量关系,那么直接运用即可;倘若没有数量关系,一般来说可以设其中某一条边长为1或2,这样便于点的坐标选取.

3.求取向量.具体问题中根据需要寻找点的坐标,不要所有点的坐标都找出来.根据点的坐标寻找对应的向量,如直线的方向向量或平面的法向量.这里要特别注意向量坐标的书写方式以及向量的求法,防止因为低级错误导致全盘覆没.

有点遗憾的是,课本上面对于本节例题的设计和练习的配备不对应,好在习题中有所补充.这一节内容一方面传递基底法证明立体几何的基本理念,另一方面又想为向量的坐标法打下铺垫,只是在例题和练习中设计的方式不太合适而已!这并不影响我们的学习,只是弯转的有点急罢了!

以上内容,纯属个人观点,只为抛砖引玉,为同步学习添砖加瓦!由于才疏学浅,难免有不足之处,欢迎大家批评指正,不胜感激!此外,公众号内容仅供学习交流,不得他用!

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