易错点

空间点没定死就写坐标

空间里一个点有三个自由度,要三个独立条件才定得死;条件没用完就把坐标写出来,等于自己替题目补了一条没有的垂直关系。

建完系之后最省事的一步是「把各点坐标列出来」,而这一步最容易多写: 题目给的条件还没用完,坐标已经落笔了。落笔的那一瞬间,缺的那个条件就被自己随手补的一个顶掉了。

数一数:几个条件才够

设顶点 P(x,y,z)P(x,y,z)。每一条「PP 到某个已知点的距离等于某个数」给一个方程:

  • 一条:PP 在一个球面上——两个自由度还剩着;
  • 两条:两球面相交,PP 落在一个圆上——还剩一个自由度;
  • 三条:圆与第三个球面交于两点(关于底面对称的一对),这才定死。

所以「△PAD\triangle PAD 是以 ADAD 为斜边的等腰直角三角形」只给了两条(PA=PDPA=PD 与 PA⊥PDPA\perp PD, 后者在 PA=PDPA=PD 之下等价于 PA=22ADPA=\frac{\sqrt2}{2}AD),顶点还在一个圆上转。

随手补上的那一条是什么

在那个圆上最顺手的位置是「y=0y=0」——也就是让 PP 落在 ADAD 所在的那张竖直平面里。 写成几何语言,这一步等于默认

平面 PAD⊥平面 ABCD.\text{平面 } PAD \perp \text{平面 } ABCD .

题面没说这句话。它一旦被默默用上,后面每一个坐标、每一个法向量、每一个夹角都跟着偏, 而过程看上去毫无破绽——因为所有算式都对,只是起点错了。

怎么防

  • 先点条件,再写坐标。 把题面给的长度、垂直、平行逐条列出来,数一数够不够三条; 不够就说明还有条件没读出来(常常藏在「PC=ADPC=AD」这种把几段长度串在一起的写法里)。
  • 坐标写完回代验一遍。 把每一条给定的长度用算出来的坐标重算一次, 对不上就是写死得太早。上面那个例子里,P(1,0,1)P(1,0,1) 回代给出 PC=3PC=\sqrt3, 而题面要的是 PC=2PC=2——一验就露馅。
  • 解出来通常是两个点(关于底面互为镜像),任取一个即可,两支给出的角与距离完全相同; 解出来只有一个或一个都没有,说明条件读错了。

共 1 道题考到本条。