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空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)

空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)∵PA=PB ∴PF⊥AB ∵PO是三棱锥P-ABC的高 ∴PO⊥AB (1)证明:取AB的中点F 连接EF OF PF 分析:(1)就连第一小题都不容易解决。道理很简单,就是在平面PAC上找到一条与OE平行的直线就可以了。成绩一般的考生可能会考虑直接证明OE平行于AP,那是错误的。也可能有考生考虑过P点作AC的垂线,然后证明这条垂线平行OE。这个方法看似行得通,但老黄没有走通。聪明的你可以试试看。老黄证明这个问题需要画三条辅助线。其中关键是取AB的中点F,连接EF,OF,证明EF平行于PA OF平行于AC。(2)在第一小题所作的辅助线的基础上,就可以建立坐标系了。但这还不够,为了求得各个关键点的坐标,老黄又做了三条辅助线。也就是说,这道题,老黄一共做了六条辅助线。辅助线太多,对很多学生来说,就是噩梦。老黄的意思是让大家自己先解一解,然后再和老黄分享的解法比照一下。如果你的解

这是2022年新高考数学全国卷II的一道立体几何求二面角正余弦值的问题。通常我们有找二面角和建立空间坐标系两种方法。不过应该大多数学生都喜欢建立空间坐标系的方法吧,因为有些二面角实在是太难找了。这道题不仅二面角难找,就连建立空间坐标系都十分麻烦。我们一起来看看原题吧:

如图 PO是三棱锥P-ABC的高 PA=PB AB⊥AC E为PB的中点.

(1)证明:OE//平面PAC;

(2)∠ABO=∠CBO=30度,PO=3,PA=5,求二面角C-AE-B正余弦值.

空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)(1)

分析:(1)就连第一小题都不容易解决。道理很简单,就是在平面PAC上找到一条与OE平行的直线就可以了。成绩一般的考生可能会考虑直接证明OE平行于AP,那是错误的。也可能有考生考虑过P点作AC的垂线,然后证明这条垂线平行OE。这个方法看似行得通,但老黄没有走通。聪明的你可以试试看。老黄证明这个问题需要画三条辅助线。其中关键是取AB的中点F,连接EF,OF,证明EF平行于PA OF平行于AC。

(2)在第一小题所作的辅助线的基础上,就可以建立坐标系了。但这还不够,为了求得各个关键点的坐标,老黄又做了三条辅助线。也就是说,这道题,老黄一共做了六条辅助线。辅助线太多,对很多学生来说,就是噩梦。

老黄的意思是让大家自己先解一解,然后再和老黄分享的解法比照一下。如果你的解法和老黄的不一样,也请不吝赐教。

空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)(2)

(1)证明:取AB的中点F 连接EF OF PF

∵PA=PB ∴PF⊥AB ∵PO是三棱锥P-ABC的高 ∴PO⊥AB

∴AB⊥平面POF ∴AB⊥OF

∵AB⊥AC ∴OF//AC

又E为PB的中点 ∴EF//PA

∴平面OEF//平面PAC

∵OE⊂平面OEF ∴OE//平面PAC.

空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)(3)

(2)解:连接OB OA 过O作OG//AB交AC于点G

以O为原点 OG为x轴 OF为y轴 OP为z轴建立空间坐标系.

OA=根号(PA^2-PO^2)=4. AF=BF=根号3 OF

OF^2 AF^2=OA^2=16 即4OF^2=16

AG=OF=2. AB=2AF=4根号3.

Rt△ABC中 ∠ABC=∠ABO ∠CBO=60度,

AC=根号3 AB=12. P(0 0 3) B(-2根号3 2 0) E(-根号3 1 1.5)

A(2根号3 2 0) C(2根号3 -10 0)

向量AE=(-3√3 -1 1.5) 向量EB=(-√3 1 -1.5) 向量AC=(0 -12 0)

设平面ABE的法向量n=(x1 y1 1) 平面ACE的法向量m=(x2 y2 1)

-3根号3 x1-y1 1.5=0 -根号3 x1 y1-1.5=0 x1=0 y1=1.5

-3根号3 x2-y2 1.5=0 -12y2=0 x2=-根号3/6 y2=0

记二面角C-AE-B为θ 则

cosθ=-(向量n*向量m)/(|向量n|*|向量m|)=-4根号3/13

sinθ=11/13.

空间坐标系咋找(这个空间坐标系非常难建立)(4)

请大家说说对这道题的看法吧!

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