两组奇怪的等式——初中数学新课标课外趣读

"4-1=3"、"8-1=7"这是谁都认可的事实,但在初中北师大版数学七年级(上)第一章《丰富的图形世界》的第三节《截一个几何体》中,却存在几个奇怪的等式.一、"8-1=10、8-1=9、8-1=8、8-1=7"在《截一个几何体》这一节中,要求学生用一个平面去截一个几何体,目的是为了培养学生亲自从实践中获取结论,经历数学知识的形成过程.其中,用一个平面去截一个正方体更能体现这一理念.     

一道试题的多角度求解与探究

<正>1题目呈现(THUSSAT2021年10月测试第12题,注:多选题)如图1,在正方体ABCD-A_1B_1C_1D_1中,M,N分别为AB,A_1B_1的中点,P为边C_1D_1上的一点(包括端点),Q是平面PMB_1上一动点,满足∠MNA=∠MNQ,则点Q所在的轨迹可能为()．(A)椭圆(B)双曲线(C)抛物线(D)圆2背景溯源本题中考查的是平面截圆锥曲线的截线问题,在北师大版教材(2019年版)选择性必修一中,以阅读材料的形式给出了这一部分知识,详见第75页,小结如下:     

圆锥曲线是椭圆双曲线和抛物线的解析证明

在一次讨论《高中数学课程标准》的会议上有人问如何证明一圆锥被一平面所截 ,得出截线是椭圆、双曲线或抛物线 .在《标准》选修 1系列课程的参考案例 4中画了一张立体图 ,意示可以用立体几何的办法加以证明 .其实这种证法大约最早是由G .Daudeliu在 1 82 2年给出的 .(可参阅[1 ]P .2 47)他给出了一个定理 :“如果两个球面内切于一个圆锥并且都与一个已知平面相切 ,该平面与圆锥交于一条圆锥曲线 ,那么球面与平面的接触点是圆锥曲线的焦点 ,球面与圆锥相切的圆所在的平面同已知平面的交线是圆锥曲线的准线 .”再根据平面与圆锥轴线的夹角…     

这个几何体的侧面展开图是等腰三角形吗？

问题 如图1所示，用与圆柱底面不平行且垂直于轴截面的平面截圆柱得一个几何体，将这个几何体按点M将侧面展开，请问其侧面展开图是什么形状？     

椭圆面积公式S=πab的一种初等证法

椭圆的面积公式S=πab的证明,要用到微积分的知识,在这里,给出一种初等证法。高中《平面解析几何》上有这样的题(P126第23题):底面直径为12cm的圆柱被与底面成30°角的平面所截,截面为一椭圆。求该椭圆的方程。其图如右(图1),不难发现:椭圆的长半轴a、短半轴b与底面圆的半径r有如下关系: a·cosa=r b=r (a为椭圆面与底面成的角) “—一·—L_/ 由此,我们以椭圆x~2/a~2 y~2/b~2=1的短半轴b为底面圆半径,构造一个圆柱(高h足够大),然后用一个平面去截圆柱,当截面与底面成a角时,得到椭圆截面x~2/a~2     

例析立体几何与解析几何的交汇

立体几何与解析几何交汇的学科内综合题 ,以它的新颖性、综合性而“闪亮登场” ,正顺应当前高考命题改革的一个方向———在知识网络交汇点处设计试题 ,在诸多竞赛中也倍受青睐 .这类题目涵盖的知识点多 ,数学思想和方法考查充分 ,解答这类问题 ,要善于在立体几何与解析几何之间转化 ,实现立体几何与解析几何的双过度 .下面分类说明这类题型的解法 .1　立体几何图形截为解析几何图形图 1　例 1图例 1　用一个与圆柱母线成 60°角的平面截圆柱 ,截口是一个椭圆 ,求此椭圆的离心率 .分析　如图 1 ,OA的长度即为椭圆的长半轴长a ,OB的长度为…     

关于一道习题的解答

六年制重点小学高中数学课本《解析几何》(平面)复习参考题二第23题是:“底面直径为12cm的圆柱被与底面成30°角的平面所截,截口是一个椭圆,求这个椭圆的方程”。关于这题的解法,教师中看法不一。争论的焦点是对于椭圆的长轴和短轴怎样确定?是否需要通过严密的推理证明?仅管在某些参考书中(如上海辞书出版社出版的《数学题解辞典》平面解析几何第652     

关于双曲面和抛物面的平截线研究

利用坐标变换把平面方程化成新坐标系下的某一坐标面上的方程,从而将一般的平截线转化为新坐标系中的坐标平面截线,这样一般平截线的问题就可以解决了.     

多面体的截面

用一个平面去截一个多面体 ,平面与多面体的交线是一个封闭的平面多边形 ,这个多边形就是多面体的截面 .下面我们通过例题来讲解与多面体的截面有关的一些问题 .1　截面图形的确定与截面面积计算截面问题首先是截面图形形状的确定 ,这一般可以用平面的基本性质和确定平面的条件来解决 ;其次是在此基础上 ,求出该截面的面积 .图 1　例 1题图例 1　如图 1,ＡＢＣＤ -Ａ′Ｂ′Ｃ′Ｄ′是棱长为 1的正方体 ,ＢＭ =12 ＭＢ′ ,Ｄ′Ｎ =12 ＮＣ′ .1)指出ＭＮ的中垂线在已知正方体上截得的截面是一个什么样的图形 ,并加以说明 .2 )求出这截面在正…     

截面问题

用平面去截几何体,平面与几何体的交线所围成的平面图形,如凸多边形、圆、椭圆等,就是我们这里所说的截面.截面问题主要包括作图和计算两个方面.处理截面问题一般分为三个步骤:定位,定形,定量.其中,图形的定位是解决截面问题的关键.作截面的方法源于确定平面的公理3及其推论,一般都是先确定一个平面,然后在这个平面内完成作图.图1　例1图例1　在单位正方体ABCD A1B1C1D1中,M ,N ,P分别是棱B1C1,C1D1,D1D的中点.求过M ,N ,P三点的平面截这个正方体所得截面的面积.讲解　我们先来确定截面的位置和形状,然后再来计算截面的面积.如图1,…     

五、多面体与旋转体

A 组一、填空 1.圆柱底面面积为Q,轴截面面积为S,则圆柱的体积为___。 2.矩形边长的比为l:2,以其边为轴旋转一周,则得到的两个圆柱的体积的比为__。 3.正三棱柱的棱长均为a,过底面一边和两底中心连线的中点作截面,则截面面积为__。 4.用平行于底的平面S截圆锥V,①若S把V分为体积相等的两部分,则截得的圆台与小圆锥的高之比为__;②若S把V分为侧面积相等的两部     

引导探究学习 构建知识网络——研究性学习个案研究

研究课题　圆柱面上的椭圆在圆柱侧面展开图中形状的研究 .本课宗旨　通过探讨圆柱面上的椭圆在圆柱侧面展开图中的形状 ,引导学生综合运用立几、三角、解几等知识分析问题 ,培养学生在知识交汇处发现问题、解决问题的能力 ,帮助学生构建知识网络 .教学过程　1　提出问题图 1　圆柱1 .1　问题 1　平面与圆柱面的交线是什么圆形 ?学生 :圆或椭圆或线段 .老师 :对椭圆这一情形 ,大家直觉感知的结果完全正确 .你能给出逻辑证明吗 ?对此问题 ,学生知其然而不知其所以然 ,“心欲求而不得 ,口欲言而不能” ,认知渴望激起了学生积极探究的冲动 .老…     

简单数学模型的理解与应用

<正>1三线八角数学模型浙教版七年级下册第一章平行线第二节《同位角、内错角、同旁内角》中出现了本章节解题的一个模型——三线八角.如图1,三线指的是:两条被截线(直线b、直线c)和一条截线(直线a).此模型中,当两条被截线互相平行时,截线成为了连接两条平行线的一座桥梁,这个模型也是我们解题的重要依据.     

球的点射影与圆锥曲线

文 [1]给出了我们生活中一个现象的有趣结论与巧妙证明 :放在水平地面上的篮球在太阳光 (平行光源 )的斜照射下 ,其影子是一椭圆 ,而且篮球与地面的切点始终是该椭圆一焦点 ,与光线垂直的篮球大圆所在面与水平地面的交线 ,也正好是该焦点所对应的该椭圆一准线 ,同时 ,该椭圆离心率为光线与地面成角α的余弦值 .文 [1]作者用椭圆定义 ,一步证得上述四个连带有趣结论 .　　读后令人感到兴奋 ,对证明的简捷拍案叫绝 .本人通过研究 ,联想到平面截圆柱面可得到圆或椭圆 ,平面截圆锥曲面可得到四种圆锥曲线 .于是得出 :篮球在附近点光源的照射下 ,…     

“动态”立体几何题初探

本文所指的“动态”立体几何题 ,是指立体几何题中除了固定不变的线线、线面、面面关系外 ,渗透了一些“动态”的点、线、面元素 ,给静态的立体几何题赋予了活力 ,题意更新颖 ,同时 ,由于“动态”的存在 ,也使立体几何题更趋灵活 ,加强了对学生空间想象能力的考查 .　　一、截面问题截面问题是立体几何题中的一类比较常见的题型 ,由于截面的“动态”性 ,使截得的结果也具有一定的可变性 .【例 1】　用一个平面去截正方体 ,所得的截面不可能是 :(　　 )A .六边形　B .菱形　C .梯形D .直角三角形　　　　答 :D【例 2】　已知正三棱柱A1 B1…     

从书本上例题说起

北师大版七年级第五章第四节《我变胖了》中,将一个地面直径是10厘米、高为36厘米的“瘦长”形圆柱锻压成地面直径为20厘米的“矮胖”形圆柱,高变成了多少?解决这个问题,关键是找出等量关系,这里的等量关系是将瘦长的圆柱锻压成矮胖圆柱,在这过     

用优选法计算内燃机通气道的曲面参数

一、问题的提出 某通气道曲面是由一个圆柱沿着固定的一个圆环与另一个圆柱在空间相切滚动形成,其要求如图1.已知三个旋转体的具体尺寸和其中二个固定旋转体的相对位置;而运动的圆柱R_3与它们在空间相切时要满足两个条件:一是R_3圆柱必须平行于中心平面G,二是R_3圆柱必须同时相切于固定的圆柱及圆环.     

四边形截线等比定理

<正>在平面几何中,笔者发现:四边形截任一直线而形成的某些线段有如下一个重要的等比关系.本人将此关系式称为"四边形截线等比定理",以下简称为定理.现定于后,供大家鉴析.定理直线l分别交四边形ABCD的边     

椭球面圆截线问题的微分几何解法

本文用微分几何的方法求解出椭球面上圆截线所在平面的一般方程.     

截面的画法

一个多面体被一个平面所截 ,在多面体的表面得到的截痕形成的平面封闭图形 ,称为这个多面体的一个截面 .判断截面有三项指标 :一是这个图形是否是平面图形 ;二是这个图形是否封闭 ;三是这个封闭图形的各条边是否在多面体的表面 .例如 ,图 1中的三角形就是正方体的一个截面 .在这三项指标中 ,第一项是关键 .我们总是先满足这一指标后 ,再满足其它指标 .已知多面体的棱上的三点 ,怎样作出过这三点的截面呢 ?本文介绍如下几种常用的方法 .1　平行线法例 1　在正方体 A1B1C1D1- ABCD中 ,点 E是 A1B1的中点 ,如图 2 (a) ,求作过 D1、E、B三…