淺析2011年高考題中幾何圖形變化

☉江蘇省寶應縣范水高級中學 劉 峰 袁先軍

淺析2011年高考題中幾何圖形變化

☉江蘇省寶應縣范水高級中學 劉 峰 袁先軍

縱觀2011年全國各省市高考題，考查幾何圖形位置的變化，由傳統(tǒng)的圖形翻折，發(fā)展到圖形的平移、剪折、滾動等.現(xiàn)舉例說明如下.

一、翻折

（1）當棱錐A′-PBCD的體積最大時，求PA的長；

（2）若點P為AB的中點，E為A′C的中點，求證：A′B⊥DE.

評注：本題考查了空間幾何體的體積及空間中的位置關系等知識，將導數(shù)與函數(shù)思想融于立體幾何題目中，解題時需具備一定的運算能力.

二、平移

例2 如圖2所示的幾何體是將高為2，底面半徑為1的直圓柱沿過軸的平面切開后，將其中一半沿切面向右水平平移后得到的，A、A′、B、B′分別為弧CD、C′D′、DE、D′E′的中點，O1、O1′、O2、O2′分別為CD、C′D′、DE、D′E′的中點.

（1）證明：O1′、A′、O2′、B四點共面；

（2）設G為AA′的中點，延長A′O1′到H′，使O1′H′=A′O1′，證明：BO2′⊥平面H′B′G.

證明：（1）由題意知A′、O1′、B′、O2′四點共面.

由O1′、O2′分別為C′D′、D′E′的中點，A′、B′分別為弧C′D′、D′E′的中點，得O1′A′∥B′O2′.

O2、B分別為DE、弧DE的中點，連接BO2，則BO2∥B′O2′，可知O1′A′∥BO2，所以O1′、A′、O2′、B四點共面.

（2）連接AO1，并延長至H，使得O1H=AO1，連接H′H、HB、O2O2′、O1O1′、HO1′，則得長方體HBO2O1-H′B′O2′O1′，所以HO1′∥BO2′，H′B′⊥BO2′.

評注：本題考查直圓柱的結構特征，圓的相關知識，空間中線面垂直的證明等知識，同時還考查空間想象能力，推理論證能力，運算求解能力等.

三、剪折

例3 請你設計一個包裝盒，如圖3所示，四邊形ABCD是邊長為60cm的正方形硬紙片，切去陰影部分所示的四個全等的等腰直角三角形，再沿虛線折起，使得A、B、C、D四個點重合于圖中的點P，正好形成一個正四棱柱形狀的包裝盒.E、F在AB上，是被切去的一個等腰直角三角形斜邊的兩個端點，設AE=FB=x（cm）.

（1）某廣告商要求包裝盒的側面積S（cm2）最大，試問x應取何值？

（2）某廠商要求包裝盒的容積V（cm3）最大，試問x應取何值？并求出此時包裝盒的高與底面邊長的比值.

解：設包裝盒的高為hcm，底面邊長為acm

（1）S=4ah=8x（30-x）=-8（x-15）2+1800，所以當x=15時，S取得最大值.

評注：本題考查數(shù)學建模、二次函數(shù)的性質和最值、導數(shù)與函數(shù)的單調性、最值的關系，考查運用數(shù)學知識解決實際問題的能力.