本文选取几个立体几何的几何模型题型,重点说明直观想象能力在解题中的作用,强调数形结合能力,重视核心素养在学习过程中的渗透。
空间向量解答立体几何问题的一般步骤是:(1)观察图形,建立恰当的空间直角坐标系;(2)写出相应点的坐标,求出相应直线的方向向量;(3)设出相应平面的法向量,利用两直线垂直数量积为零列出方程组求出法向量;(4)将空间位置关系转化为向量关系;(5)根据定理结论求出相应的角和距离.
1.四棱锥模型中的三角函数求值问题
如右图所示,在四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是棱长为2的正方形,侧面PAD为正三角形,且面PAD⊥面ABCD,E,F分别为棱AB,PC的中点.
(1)求证:平面;
(2)求二面角的正切值.
解:(1)证明:取PD中点G,连结
为的中位线,且,
又且,且,
∴EFGA是平行四边形,则EF∥AG,
又面,面,
面;