核心: 2012全国卷理科数学第19题(立体几何),建系直接做更快,但用纯几何法辅助线是关键。
辅助线口诀:
1. 找中点,连中位线。 题里出现棱中点(比如给你`E,F是某棱中点`),立刻连接,这是中位线,用来平行转移。
2. 证垂直,找勾股。 要证线线垂直(比如证`线A⊥线B`),如果没直角,先在某个三角形里找线段长度,用勾股定理逆定理证个直角出来。
3. 求二面角,作垂线连交点。 在棱上找一个点,分别在两个面里向棱作垂线,这俩垂线的夹角就是二面角的平面角。关键步骤: 常从一个面向另一个面(或棱)作垂线,用三垂线定理找投影。
这题(19题)拿分套路:
第一问证明:通常是线面平行或垂直。辅助线就一个: 在要证的平面内找一条线,和要证的直线平行或垂直。找不着?用中点连中位线,平行就出来了。
第二问求正弦值或余弦值:用上面“求二面角”的口诀作辅助线,找出那个平面角,放到直角三角形里去算。算不出来? 直接用向量法建坐标系(如果没禁用),这是保底大招。
真题答案里的辅助线实操(记忆点):
题目里给了`直三棱柱`,棱上中点,让你证`线面平行`,求二面角。
1. 取`BC`中点`H`,连接`HA`, `HF`。为什么? `H`和已知中点`E`能构成中位线`EH`,`EH∥BB₁`,`BB₁∥AA₁`,平行链就串起来了。这是证明的关键辅助线。
2. 求二面角时,过`H`作`HM`垂直于`棱A₁B₁`于点`M`,连接`CM`。为什么? `HM`在底面投影,`CM`在侧面,用三垂线定理,∠`HMC`就是二面角的平面角。算它即可。
高频考点暴力清单:
必考:线面平行证明(辅助线找中位线)、二面角(辅助线作棱的垂线)。
建系法能用就用,辅助线是给建系卡壳或纯几何法要求的备选。
看到“直棱柱”“正棱锥”,立刻想能不能建系,能建系就省了辅助线脑筋。
说完即停。