高二、高三:武汉立体几何最值选择填空小压轴,您能快速拿下吗?

360影视 动漫周边 2025-05-17 21:06 2

摘要:高二和高三同学,可挑战一下,先别看答案。程度好的高一同学也可偷看一下。

本文推出两道立体几何最值例题,均选自武汉。

例1为选择题,选D,基本属于送分,注意熟悉命题方向。

例2为填空小压轴,略难,注意熟悉命题题型。

高二和高三同学,可挑战一下,先别看答案。程度好的高一同学也可偷看一下。

例1:如图,正四棱锥PABCD的侧棱长为,当该四棱锥体积最大时,它的高h为( D )。

A.1 B. C.2 D.3

锥体的体积公式统一为VSh

正四棱锥,底面为正方形。

其底面积S和高h,正巧通过已知的侧棱长为联系起来。

平时做题,不要考虑过多,不要过于紧张,想到啥就写啥、有了思路就尽快行动。

如下图,容易看出,底面正方形对角线的一半、任一条侧棱、高,三者构成直角三角形。

不妨在RtPOC中说事。先搞定底面面积S

PO与底面垂直,POhPC=,则OC22222=2(27-h2)。所以VSh=×2(27-h2)×h=×(27hh3)。体积V的最大值,相当于求(27hh)的最大值。不妨设f(h)=27hh3,其中h∈(0,),往下该分析当h为何值时f(h)取到最大值。不难想到求导。f'(h)=27-3h2。当f'(h)>0时f(h)单调递增。
由27-3h2>0得h∈(-3,3)。结合大前提h∈(0,),知当h∈(0,3)时f'(h)>0,f(h)单调递增。故,当h=3时该四棱锥体积V有最大值Vmax=2/3×(27×3-33)=36。

例1没难度。考场上注意细心、注意保持思维活跃。

例2:如图,四棱锥PABCD中,ABAD=,CBCD=5,∠BAD=90°,PB=4,PC=3,△PBC内部有一动点Q,若四棱锥QABCD与三棱锥QPAD体积相等,求PQ的最小值。

解决立体几何题,通常用到作图、脑像、建系等方法。

还要注意与函数结合,特别遇到最值问题。

例2就侧重利用转化法、函数法。

如下图,容易求得四棱锥PABCD的底面积为S四边形ABCD=15。

延长PQBC于点M,求面积,通常用到解三角形。

先求△ABM的面积:设BMmm∈(0,5),则CM=5-m

设∠DBCβ,则sinβ=,cosβ=,

故sin∠ABM=sin(45°+β)=sin45°×cosβ+cos45°×sinβ=,

SABM=×AB×BM×sin∠ABM=。DCM=×DC×CM×sin∠DCM,其中sin∠DCM=2sinθcosθ=,故SDCM=10-2m,则SADMS四边形ABCDSABMSDCM=15--(10-2m)=5+。

以上求面积,高一知识,在本题是基本。建议平时学习步步为营推进、打牢基础。

有同学问:你为啥一根筋求SADM的面积?

这要看体积转化。

VQ-PADVM-PAD有关系,而VM-PADVP-ADM,故而需要求SADM的面积。

不妨设PM为整体“1”,设PQtt∈(0,1),则有PQt×PM

题干说VQ-ABCDVQ-PADQ-ABCD=(1-t)VP-ABCD,=tVM-PADtVP-ADM

以上两条不难得到吧?

故(1-t)VP-ABCDtVP-ADM则(1-t)S四边形ABCDtSADM,即15(1-t)=t(5+),解得t=,

他让解PQ,咱先求PM

在△PBM中,由余弦定理PM2=422-+16,P222

PQ的最小值,又是与函数结合、需要求导。

,不妨设f(m)=,

则,m∈(0,5),您在演算纸上注意细心计算。

f'(m)<0时,f(m)单调递减;当f'(m)>0时,f(m)单调递增。

f'(m)=0得432m-1440=0,m=,

故当m∈(0,)时f(m)单调递减;当m∈(,5)时f(m)单调递增。

)min=,
m=代入,f(m)min=,则由PQ2=302×f(m)知|PQ|=30×=30×=。

您看,这道填空小压轴,容易得分吗?

故而请注意①锻炼计算细心、一遍算对;②锻炼善于转化;③熟练解三角形、求导分析。

也不能仅仅凭这样的两道武汉小题就断定高考必这样考。

但学会、掌握这类题,高考也不吃亏。

作者简介

中共党员,高中教务主任,常年兼任高中数学、物理、化学等科目。中考数学命题组成员。

专注教育领域,持续发布小升初、中考、高考压轴大题的多角度原创详细权威解析,力求篇篇经典。不卖课、不带货、不卖资料,干干净净免费传播知识。

发文涉及科目主要有小升初以及中高考数学、物理,偶尔也有英语、化学、作文。

整个到了高中,俺依然是您的良师益友。

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来源:悦悦课堂

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