2022北京市丰台区高三一模数学,填空压轴题解析,能力立意!

  2022年北京市丰台区高三一模数学试卷填空压轴题,题目出得漂亮!

  本题特别契合北京高考精神,一、突出对数学主干知识(立体几何与空间向量)和思想方法(运动与变化思想、化归与转化思想、函数思想、归纳与综合思想等)的考查;二、对于数学素养(数学抽象、逻辑推理、直观想象、数学运算)考查突出;三、试题具有开放性,作答方式多样化,提供从多个入口解决问题(综合几何方法与空间向量方法、距离转化方法与函数方法等)的场景,凸显对问题解决能力的考查.

  原题如下:

  

  我们逐个结论进行分析(赏析):

  第一个结论

  多面体的截面问题,通过交线法(见下图),可以做出截面及相应截线,从而判定截面图形是五边形.同学们都知道正方体的截面最多是六边形,现在有一个“截点”恰好在正方体的顶点,直观想象一下,截面图形是五边形,并不需要精确的做出这个截面.该结论正确.

  

  第二个结论

  直线B1D1到平面CMN的距离,这是线面距离.基本思路是:转化为点面距离,比如点B1到平面CMN的距离.接下来,可以建立空间直角坐标系,通过空间向量的计算求解,这里不赘述.

  也可以用等体积法(见下图).容易看出:空间四面体(三棱锥)B1-CMN的底面△CMN的面积容易计算,而将该空间四面体看成以C为顶点的三棱锥C-B1MN,体积容易计算,于是利用等体积法,可以求出点面距离.

  

  一般而言,我们总是把问题解决的突破口,选取在“特殊位置”.从此处出发,问题迎刃而解.

  第三个结论

  存在点P,使得∠B1PD1=90°.事实上,我们先研究一下临界点,当点P处于点M的位置,显然,∠B1MD1>90°;当点P处于点C的位置,显然,∠B1CD1<90°.从运动与变化的观点来看,点P在线段上连续移动,则∠B1PD1也会连续变化,中间必然经过(取得)90°.本结论正确.

  本结论实在没有必要设点P的坐标,然后由点P在线段CM上限定坐标的范围,再根据90°利用向量内积为0列出方程,求解后判断是否在刚才的范围之内.

  可以看出,从运动与变化的观点来看,本结论秒判.

  第四个结论

  △PDD1面积的最小值,可以用空间向量进行计算.

  如下图,事实上,进一步分析三角形的面积最值,其底边DD1是确定的,因而最值条件是:线段MC上的点P到DD1的距离最短.这实际上是异面直线(MC与DD1)的距离.线线距离转化为线面距离(DD1与平面CC1M),再转化为点面距离(点D1与平面CC1M),接下来,可以用等体积法求解这个距离.

  

  综上,本题答案:①③.

  本题目在解决路径上具有开放性,凸显对问题解决能力的考查.要求学生能够快速评估解题的入口和方法,如果路径选取不佳,则要消耗更多的时间.这里,直观想象的数学素养,运动与变化的观点,化归与转化的思想等,都尤为重要!

  所以,本题以能力立意,出得漂亮!同学们认真体会!

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