极坐标系下的图形旋转

法则　设曲线Ｃ的极坐标方程为 ｆ(ρ ,θ) =0 ,把曲线Ｃ绕极点逆时针方向旋转角α (0 <α <π)得曲线Ｃ′ ,则曲线Ｃ′的极坐标方程为 :ｆ(ρ ,θ-α) =0 .例 1　 (1999年高考题 )在极坐标系中 ,曲线 ρ=4ｓｉｎ(θ - π3)关于 (　　 )(Ａ)点 (2 ,π3)中心对称 .(Ｂ)直线θ=5π6 轴对称 .(Ｃ)直线θ=π3轴对称 .(Ｄ)极点中心对称 .解　因为 ρ =4ｓｉｎθ的图形是圆心在 (2 ,π2 )半径为 2的圆 ,如图 1(1) ,只须把此圆绕极点按逆时针方向旋转 π3,即得曲线 ρ =4ｓｉｎ(θ - π3) ,此圆的圆心为 (2 ,5π6 ) ,如图 1(2 ) ,故选 (Ｂ) .(1 )　…     

二面角教学中值得探讨的一个问题

教材对二面角的平面角是这样定义的:“以二面角的棱上任意一点为端点,在两个半平面内分别作垂直于棱的两条射线,这两条射线所成角叫做二面角的平面角.”对于这个定义,众多的人认为是:当二面角α-l-β给定之后,定义规定的平面角大小是唯一确定的.与顶点在棱上的取法无关,如图1所示.笔者认为:这样的理解是不够深刻的.为什么要取射线OA、OB都垂直于棱?仅仅是为了保证平面角大小的唯一性吗?事实上,取射线OA、OB与棱l成任意定角θ1,θ2,θ1,θ2∈[0,2π],当二面角α-l-β确定之后,由等角定理容易证明,∠AOB的大小也是唯一确定的,如图2所示,…     

二面角计算公式的推广及应用

求二面角大小通常的方法是先作出二面角的平面角 ,把空间问题转化成平面问题加以解决 ,这是立体几何的一个难点 .而当二面角的棱没有事先给出的情形 ,要作出其平面角更显得困难 .为此 ,本文把一些常用的二面角计算公式作了推广 .这样 ,即可依据已知条件 ,无需作出平面角或添加辅助面 (线 ) ,直接确定其二面角的大小 .不难看到 ,采用这些公式对于解决某一类涉及二面角计算的问题相当见效 .设∠ＡＰＢ在平面Ｍ的一侧 ,顶点Ｐ在平面Ｍ上 ,边ＰＡ、ＰＢ与平面Ｍ所成角分别为α ,β(0 ≤α ,β <π2 ) ,在平面Ｍ上的射影分别为ＰＡ1 ,ＰＢ1 .平面…     

平行线上的等边三角形作图及其他

<正>1如何作已知直线关于某点的旋转直线在利用旋转变换求解问题时,往往都需要将某条已经直线绕某定点旋转一定的角度．如何将过A,B两点的定直线绕定O点逆时针旋转θ呢?作旋转直线有下面的两种方法．方法一如图1,分别将A,B两点同时绕O逆时针旋转θ(假定0°<θ<180°)得对应点A′,B′,这样直线A′B′就是直线AB绕O点逆时针旋转θ后的对应直线．     

一组角度公式及其应用

定理　若OB与OC确定的平面为α ,OA为平面α的一条斜线 ,且AB⊥α ,若记∠AOB =θ1,∠BOC =θ2 ,∠AOC =θ ,二面角C -OA -B的大小为β ,则图 1　定理证明用图cosθ =cosθ1·cosθ2 (1)cosβ =tanθ1tanθ (2 )sinβ =sinθ2sinθ (3)简析 :要证明 (1) ,只需过B作BD⊥OC于D即可 (如图 1) ;要证明 (2 ) ,(3) ,则过B作BE⊥OB于B ,且使BE∩OC =E ,然后过B作BF⊥OA于F ,再连结EF .可以证明图 2　定理证明用图∠BFE =β(如图 2 ) ,具体证明从略 .例 1　如图 3,球O的截面BCD把球面面积分成1∶3两部分 ,BC是截面圆的直径 ,…     

无棱二面角求解例析

无棱二面角是立体几何中一类典型问题,1 996和2 0 0 1年全国高考曾两度考过.有些同学由于作不出二面角的棱,从而找不到或作不出二面角的平面角.事实上,常见的无棱二面角主要有两类.以下分别加以例析,供同学们参考.1　找出与二面角的棱平行的已知直线,不必作出二面角的棱若图中两个平面已有一个公共点,依据公理2 ,直线∥平面(或平面∥平面)的性质定理,待求二面角的棱必过该公共点,且平行于已知图中的某一条(或多条)直线,此时,二面角的棱不必作出,只需依据已知直线确定出二面角的平面角.例1　如图1 ,四棱锥P -ABCD底面是正方形,PA⊥平面AB…     

二面角的平面角的作法

寻找二面角的平面角是解决二面角问题的关键 .本文就寻找二面角的平面角的一些常用方法进行归纳总结 .一准确应用定义定义是解决问题的有力工具 .例 1　如图 1,在△ABC中 ,AD⊥BC于D ,E是线段AD上一点 ,且AE =12 ED .过E作MN∥BC且MN交AB于M ,交AC于N ,以MN为棱将△AMN折成二面角A1 -MN-D ,设此二面角为α(0 <α <π) ,连A1 B、A1 D、A1 C ,求△A1 MN与△A1 BC所成二面角的大小 .图 1图 2分析　这是一个折叠图形问题 .需要充分在平面几何图形中寻找垂直、平行关系 .不难发现在折后图 2中 ,由于A1 E与MN、ED与MN的关…     

以线定位作二面角的平面角

求二面角时,通常要作其平面角,常用方法有:1)根据定义;2)通过三垂线定理;3)通过作棱的垂面,如图1.图1　三种方法示意图这三种方法是视已知点Ｐ的位置不同而出现的三种相应的作法.即当点Ｐ在二面角的棱上时,直接根据定义作出平面角;当点Ｐ在二面角的一个半平面内时,可利用三垂线定理作出平面角;当点Ｐ在二面角的二个半平面外时,通过作棱的垂面而作出平面角.其实质是平面角所在的平面是由点Ｐ来定位的(简称以点定位).有了这三种方法,问题似乎全部可解决.但在复杂的图形中,由于点的个数较多,以哪个点作为定位点就难以决定.即使点已选定,平面角…     

巧用公式tanθ=tanα/sinβ速解高考题

求二面角的大小是立几中的重点和难点 ,但有时苦于难作二面角的平面角 ,或平面角虽作出 ,但计算繁琐 .可以发现 ,利用下面的公式 ,常能摆脱上述的困境 .定理　如图 1 ,四面体 P - ABC中 ,PC⊥面 ABC,∠ PAC =α,∠ BAC =β,二面角P - AB - C的大小为θ,则tanθ =tanαsinβ.证明　作 PM⊥ AB于 M,连 CM,则∠ PMC =θ.∵　 tanα =PCAC,　 sinβ =MCAC,tanθ =PCMC,∴　 tanθ =tanαsinβ.应用上述公式求二面角的大小 ,不必作平面角 ,并且计算量少 ,从而使问题简捷解决 .下面以高考题为例说明公式的应用 .图 1　　　　　　…     

空间两直线所成角的一个性质

平面Ｍ内的一条直线和平面Ｍ的斜线及其在Ｍ内的射影间所成的角有下述关系 :图 1　命题 1图命题 1　如图 1所示 .平面Ｍ内的一条直线ＢＣ和Ｍ的斜线ＰＡ成角θ ,ＢＣ与斜线ＰＡ在平面Ｍ内的射影ＯＡ成角 ,则1)当 0 <θ<π2 时 ,θ> ;2 )当 π2 <θ <π时 ,θ < ;3)当θ=π2 时 ,θ = .证　 1)如图 1,∠ＰＡＣ =θ ,且 0 <θ <π2 ,∠ＣＡＯ= .过点Ｐ作ＰＣ⊥ＢＣ于Ｃ ,连ＯＣ .由三垂线逆定理知ＯＣ⊥ＢＣ .显然由ｃｏｓ∠ＰＡＣ =ｃｏｓ∠ＰＡＯ·ｃｏｓ∠ＣＡＯ ,有ｃｏｓ∠ＰＡＣ <ｃｏｓ∠ＣＡＯ .∵在 ( 0 ,π)内余弦函数为…     

综合题新编选登

题 5　如图 1 ,四面体ＡＢＣＤ中 ,△ＡＢＣ与△ＤＢＣ都是边长为 4的正三角形 .1 )求证 :ＢＣ⊥ＡＤ ;2 )若点Ｄ到平面ＡＢＣ的距离不小于 3,求二面角Ａ ＢＣ Ｄ的平面角的取值范围 ;3)求四面体ＡＢＣＤ的体积的最大值和最小值 .解　 1 )取ＢＣ的中点Ｏ ,连结ＡＯ ,ＤＯ ,∵△ＡＢＣ ,△ＢＣＤ都是边长为 4的正三角形 ,∴ＡＯ⊥ＢＣ ,ＤＯ⊥ＢＣ ,且ＡＯ∩ＤＯ =Ｏ .∴ＢＣ⊥平面ＡＯＤ .又∵ＡＤ 平面ＡＯＤ ,∴ＢＣ⊥ＡＤ .2 )由 1 )的证明过程可知 ,∠ＡＯＤ为二面角Ａ ＢＣ Ｄ的平面角 ,记为θ,则θ∈ ( 0 ,π) .过点Ｄ作ＤＥ⊥ＡＯ交…     

关于椭圆性质的另一种推导

如图1所示,αl β为平面角等于θ的二面角(规定0°<θ<90°) .已知α平面内有一半径为R的圆O ,则圆O在β平面内的正射影为椭圆.研究过程如下:图1　研究用图在α内,以O为原点建立直角坐标系xoy ,其中ox轴∥l,则其在β内的正射影记为直角坐标系x′o′y′.设α上圆O :x2 + y2=R2 上一点为M (x ,y) ,它对应(这里的对应指由α到β的正射影,下同)于β上一点M′(x′,y′) ,则x′=x ,y′=y·cosθ,即x =x′,y =y′/cosθ,将其代入圆O的方程x2 + y2 =R2 中,得x′2R2 + y′2(Rcosθ) 2 =1 ( 1 )记a =R ,b =R·cosθ,则由( 1 )有x′2a2 + y′2b2 …     

不妨“分拆”二面角

<正>二面角的求解方法非常丰富,本文再介绍一法.已知二面角α-l-β,γ是过棱l的一个半平面.如图1,当γ在α-l-β的内部时,α-l-β被"分拆"为两个二面角α-l-γ与β-l-γ,记α-l-β,α-l-γ,β-l-γ的大小依次为θ,θ_1,θ_2(下同),则θ=θ_1+θ_2;如图2,当γ在α-l-β的外部时,α-l-γ被"分拆"为两个二面角α-l-β与β-l-γ,且θ=θ_1-θ_2.     

对“细杆水平过拐角问题”的一些思考

1　问题与原解最近 ,在高考复习中碰到如下一道习题 :题 1　宽为a的走廊与另一走廊垂直相连 ,如果长为 8a的细杆能水平地通过拐角 ,问另一走廊的宽度至少是多少 ?图 1　题 1图原解如下 :如图 1 ,设细杆与另一边的夹角为θ( 0 <θ <π2 ) ,又设走廊的宽为y ,由于AB =acosθ,BC=8a - acosθ知y(θ) =BCsinθ =8asinθ - acosθsinθ ( 0 <θ <π2 ) ,依题意必存在一个适当的θ值使y最小 ,由y′(θ) =8acosθ - acos2 θ.令y′=0得cos3θ =18,所以cosθ =12 ,θ =π3,因为y(θ)只有一个极值 ,所以它是最小值 ,即另一走廊得宽度至少是 33a .2…     

2005年春季高考数学北京卷及参考答案

一、选择题:(1)i-2的共轭复数是A.2+i B.2-iC.-2+iD.-2-i(2)函数f(x)=|log2x|的图象是(3)有如下三个命题:①分别在两个平面内的两条直线一定是异面直线;②垂直于同一平面的两条直线是平行直线;③过平面α的一条斜线有一个平面与平面α垂直.其中正确命题的个数为A.0B.1C.2D.3(4)如果函数f(x)=sin(πx+θ)(0<θ<2)的最小正周期是T,且当x=2时取得最大值,那么A.T=2,θ=2πB.T=1,θ=πC.T=2,θ=πD.T=1,θ=2π(5)设abc≠0,“ac>0”是“曲线ax2+by2=c为椭圆”的A.充分非必要条件B.必要非充分条件C.充分必要条件D.既非充分又非必要条件(6)…     

从一道高考题谈有棱二面角的平面角求法

<正>对于二面角的平面角的求法,是立体几何教学的一个难点,也是高考经常出现的题型,下面结合2013年辽宁卷理科第17题谈一谈有棱二面角的平面角的求法.试题(2013年辽宁卷理)如图1,AB是圆的直径,PA垂直圆所在的平面,C是圆上的点.(1)求证:平面PAC⊥平面PBC;证明:略(2)若AB=2,AC=     

未知棱的二面角的一种求法

求二面角的大小是立体几何的一个重点和难点 ,其关键在于作二面角的平面角 ,但在实际解题过程中 ,我们常会遇到未知二面角的棱 ,仅知二面角两个面的一个交点 ,而求二面角的大小的问题 ,通常需先作出二面角的棱 ,再找平面角 ,这就增加了作二面角的平面角的难度 .这里我们介绍一个定理 ,不须作二面角的棱而可直接作出平面角 .定理　如果有两条平行直线分别在二面角图 1的两个半平面内 ,过二面角棱上的一点 ,作它们的垂线 ,则两垂线所成的角即为二面角的平面角 .利用线面平行的判定及性质和二面角平面角的定义即可证明这个结论 .如图 1 :二面角…     

关联四面体四个量的一个体积公式

笔者最近得到一个关键四面体四个量的一个体积公式: 定理 设四机体任意两面的面积为S_1、S_2,两面所成的二面角的平面角为θ(0<θ≤π/2),两面所夹的棱长为d,则四面体的体积为:V=2/3dS_1S_2sinθ。 证明 在四面体ABCD中,设面ABD和面     

乘法运算和虚数单位的几何定义

对于自然数,乘法是加法一种简明的表达式;但由自然数系扩展为整数系时,乘法却需要补充的几何定义,以加深对运算律的理解。为此,任何有向线段a与(-1)的乘积定义为有向线段a绕其起点逆时针旋转π角所生成的有向线段;任何有向线段a与j的乘积定义为有向线段a绕其起点逆时针旋转π/2角所生成的有向线段,由此可推导出j即是虚数单位,j=i=(-1)～(1/2)。eiθ既是单位向量,又是平面向量的乘法旋转算子。文中还阐明了复数的指数形式为平面向量的最佳表达式,以及平面向量三种乘法的对应关系。     

关于“对‘平面两次旋转‘问题的探究“的补充

最近,笔者拜读了贵刊上谷巨平的文章《对“平面二次旋转”问题的探究》,受益匪浅.方法具有时代性.而在几年前,我校有个物理老师就问过我这样一个问题.图一(有关磁通量的问题)将矩形ABCD沿着边AB旋转θ(θ为锐角),再沿边AD旋转θ角,那么,旋转后的平面与原来的平面所成的角为多少.当时我是这样解答的:解:因为旋转角与矩形边长无关我们设矩形为正方形(如图一),为了体现对称,我们先将矩形ABCD沿AB向上旋转θ角与图中上面的正方体相交的截面为ABEF,再沿AD向下旋转θ角,与下面的正方体相交的截面为ADLG,延长EB与LG交于H(H在摆放在前面…