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空间具有代数与几何双重属性问题

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毕业论文范文题目:空间具有代数与几何双重属性问题,论文范文关键词:空间具有代数与几何双重属性问题
空间具有代数与几何双重属性问题毕业论文范文介绍开始:
 向量是高中数学的新增内容,是一个具有代数与几何双重属性的量,为我们用代数方法研究几何问题提供了强有力的工具。线面平行是立体几何的一个重要内容,是面面平行等内容的基础,也是学生学习的一个难点和重点,若我们能充分应用好向量这个工具的特点,发挥它的双重属性,能起到事半功倍的效果。
 一、应用空间共线向量定理:由平面外的一条直线和平面内一条直线共线,得到线面平行。
例1 、(2004年天津)在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是正方形,侧棱PD底面ABCD,PD=DC,E是PC的中点。证明:PA//平面EDB。
           
 证明:如图所示建立空间直角坐标系D为坐标原点,设DC=a,连结AC,AC交BD于G,连结EG。
 依题意得A(a,0,0),P(0,0,a),E(0,,)。底面ABCD是正方形,G是此正方形的中心,则点G的坐标为(,,0),=(a,0,-a),=(,0,-)=2,PEG,PA//EG,而EG平面EDB,PA平面EDB,PA//平面EDB。
 二、应用向量平行于平面和空间向量共面定理,我们可得到如下的性质:如图,已知直线L不在平面α内,取直线L上的任一非零向量,平面α中存在两个不共线向量,,若存在唯一的实数对λ1,λ2,使得=λ1+λ2,则L//α。 
                     
 证明:由=λ1+λ2知,与共面,因此//α,由直线L不在平面α内得到L//α。
例2 、已知平行四边形ABCD,P为平行四边形ABCD所在平面外一点,M,N分别为PC,PB的中点;求证:MN//面PAB。
                                                                                                 
证明:构造向量,,,和。
       =(+)=(—+)=(—)
       MN//面PAB
例3、 已知四边形ABCD是正方形,S是平面ABCD外一点,且SA=SB=SC=SD,SP:PD=1:2,SN: NA=2:1,SM:MC=2:1。求证:SB//平面PMN。
           
证明:如图,连结AC与BD交于O,连结SO,易证SO平面ABCD ,由四边形ABCD为正方形知BDAC,如图建立空间直角坐标系O-XYZ。构造向量,与,令BC= ,SO=1,
      由题目已知可得坐标:O(0,0,0),S(0,0,1),A(0,-1,0),B(1,0,0),C(0,1,0),D(-1,0,0),所以P(-,0,),M(0,,),N(0,-,),则=(1,0,-1),=(,-,-),=(,,-),所以=+,所以SB//平面PMN。 
 三、应用法向量:如果能证明平面外直线的方向向量垂直平面的法向量,得到线面平行。
 例4 、已知四边形ABCD是正方形,S是平面ABCD外一点,且SA=SB=SC=SD,SP:PD=1:2,SN: NA=2:1,SM:MC=2:1,求证:SB//平面PMN。
 
 证明:从例3可知=(1,0,-1),=(,-,-),=(,,-),由,可得到平面PMN的法向量=(-1,0,1),则·=0,所以,得到SB//平面PMN。
从上述问题中可以看到,在解决线面平行问题时一定要善于运用向量的代数属性,能融数形于一体的属性。通过代数的方法解决立体几何的空间问题,降低了立体几何的空间难度,给学生一个比较低的门槛,值得我们深入思考。
                  


以上为本篇毕业论文范文空间具有代数与几何双重属性问题的介绍部分。
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