三垂线定理测评:坑点实录

三垂线定理测评下来,我最想提醒一句:它看起来像小定理,翻车率却不低。学生丢分通常不是公式忘了,而是射影找错、平面选错、逆定理乱用。下面按做题流程,把这些坑逐个拆开。

步骤1:先测平面选得对不对

三垂线定理测评的第一项,就是看你有没有确定唯一的投影平面。题里如果给了PA⊥平面ABC,那平面ABC基本就是主舞台;如果你却跑去平面PAB里找射影,后面全会歪。

避坑动作很简单:在草稿图上给平面画阴影或写α,把“垂足”圈出来。没有平面外点到该平面的垂线,就先别急着套定理。

步骤2:再测射影是不是完整线段

第二个大坑是把垂足当射影。射影不是一个点,而通常是一条线段。P到平面α的垂足是O,A在α内,斜线PA的射影是OA,不是O。

我见过不少卷面写成“因为O⊥BC,所以PA⊥BC”,这当然不成立。正确表达应是“PO⊥平面ABC,所以PA在平面ABC内的射影为OA;又OA⊥BC,所以PA⊥BC”。

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步骤3:检查目标直线是否在平面内

三垂线定理要求被垂直的那条直线在投影平面内。若目标线不在这个平面里,你得换平面,或者改用别的方法。这个限制很硬,不能靠感觉糊过去。

比如要证PA⊥CD,必须确认CD在底面平面内。如果CD是另一条侧棱,那就不是原来的底面内直线,直接套定理会出事故。

步骤4:分清正定理和逆定理的方向

正定理是“射影垂直推出斜线垂直”,逆定理是“斜线垂直推出射影垂直”。方向一乱,证明就像倒着骑车。

一个好用的自测句:我现在已知的是哪一个垂直?如果已知OA⊥BC,要推出PA⊥BC,用正定理;如果已知PA⊥BC,要推出OA⊥BC,用逆定理。别把结论提前塞进条件里。

步骤5:最后测书写是否够阅卷友好

三垂线定理不是魔法咒语,写清条件才给分。推荐模板:因为PO⊥平面α,A、O在α内,所以PA在α内的射影为OA;又OA⊥l,l⊂α,所以PA⊥l。

这个模板不花时间,却能挡住大多数扣分点。真正考试时,少写一个“l⊂α”,老师可能懂你意思,但严谨题会让你肉疼。

常见问题

三垂线定理最常见错误是什么?

最常见是把垂足当射影,或者没说明目标直线在投影平面内。两者都会导致定理条件不完整。

三垂线定理测评里值得重点练什么题?

重点练棱锥、长方体、正方体中的线线垂直证明,尤其是带垂足、底面射影、侧棱的题。

只写由三垂线定理可以吗?

不建议。至少写出斜线、射影、目标直线和平面归属,否则证明链太短,容易被认为跳步。

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