【汽开区六中· 课程动态】数学秒懂课堂(第15期)

汽开区六中
创建于2023-02-07
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新教材中潜在的高考考点

          ——三垂线定理

今天说一说教材里的三垂线定理.

不过,教材并没有直接给出,而是以习题的形式,引发读者的思考.

人教A版新教材必修2第164页,拓广探索的第19题.

一、三垂线定理、逆定理 

三垂线定理及其逆定理,被评为少数几个“教材里没有但高考超实用的知识”之一. 内容不复杂,证明也容易.

一句话就是: 

1.垂直于射影,就垂直于斜线;

2.垂直于斜线,就垂直于射影

  从1能够看出,三垂线定理尤其擅长处理异面直线垂直问题.

二、新老高考频繁出现三垂线定理

例如,2009年新课标卷中第19题.

AC和SD是异面直线,优先考虑三垂线定理. 

取AC中点O,要证AC⊥SD,只需证明AC垂直SD在底面的射影OD.

PA和BD是异面直线,要证BD⊥PA,只需证明BD垂直于PA在底面的射影AD.

新高考也没有放过三垂线定理,尤其是在多选题中.

2021年新高考2卷第10题
把MN所在的表面选做“标准面”,再研究OP在“标准面”上的投影是否与MN垂直.

这样一转化,思路立马变得清晰,选BC.
再来看2021年新高考1卷第12题,选择C,用三垂线定理会简化很多.

三、拓展:三余弦定理 

为什么想到三余弦定理? 

因为三垂线定理是三余弦定理的特例. 

什么是三余弦定理呢?

1.三余弦定理(又叫最小角定理或爪子定理)

 定理 : 设点A为平面a上一点,过A点的斜线在平面a上的射影为BO,BC为平面a上的任意直线,那么∠ABC,∠OBC, ∠OBA 三角的余弦关系为:

cos∠ABC = cos OBC.cos∠OBA

即斜线与平面一条直线夹角β的余弦值等于斜线与平面所成角a的余弦值乘以射影与平面内直线夹角θ的余弦值: cos β = cosa .cosθ


(为了便于记忆,我们约定: β为斜线角,a为线面角,θ为射影角)

2.定理证明:

显然,当θ=90度时,cosθ=0,于是cosβ=0,β=90度,这就是三垂线定理.

3.定理说明

4.高考中的三余弦定理

2018年全国1理科试卷18题第二问可以建系,也可以应用三余弦定理。可以简单了解一下用三余弦定理的做法。

今年的长春一模第4题D选项中也涉及到三余弦定理.

答案:B

D:由三余弦定理,可求出∠ACD,进而在△ACD中由正弦定理可求AC,最后在直角△ABC中可求出AB

以上内容整理自:

微信公众号 :左勤高考数学; 以微课堂高中版

编辑:李妍

责编:王文光

审校:张立鹏、于洋

审核:李德文

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文章由 美篇工作版 编辑制作
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