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高三数学 4点面距离的计算方法试题(通用)

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高三数学 4点面距离的计算方法试题(通用)_第1页
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4点距离的计算方法 【例1】 已知菱形中,,,沿对角线将折起,使二面角为,则点到所在平面的距离等于 BAODCA11F【解析】 应用菱形的性质,设AC和BD的交点为F点,且,在三角形ABC中可得,,折叠前后仍在同一平面内的位置,且,,,则平面,于是二面角的补角,设O为在面ABD上的射影,由面面垂直的性质定理,O在AF上,则 ,为到所在平面的距离;[评注]点到面的距离常常经过点构建一个与已知面垂直的平面,点到面的距离转化为点在辅助面内到两平面的交线的距离,这是面面垂直的性质定理决定的,简称利用面面垂直直作点到面的距离【变式1】正三棱柱中利用面面垂直性质定理直作点到面的距离 在正三棱柱中,若AB=2,则点A到平面的距离为 1. 【解析】过点A作AD⊥BC于点D,连接A1D,过点A作AD⊥面A1BC于点E,则点E在A1D上,AE即为点A到平面的距离在Rt△ACD中,AC=2,CD=1,∴AD=. 在Rt△A1DA中,,AD=,∴tan∠A1DA=∴∠A1DA=300.在Rt△ADE中,AE=AD·sin300=.【例2】图17如图17,在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,AD=1,A1A=1, 则直线BC1到平面D1AC的距离为 .[解析] 易证,∴直线BC1∥平面DA1C;由(1)知BC1到平面D1AC的距离即为点B到平面D1AC的距离,设为:由,且中,,故 ∴,即直线BC1到平面D1AC的距离为.[评注]解决空间距离问题的思路就是转化:面面距→线面距→点面距,然后利用等积变换的方法求点面距.【变式1】两种思维方法求解点到面的距离如图 (10)所示,四棱锥中, 为线段上的一点,平面平面若求三棱锥的高.图(11)图(10) 1.【解析1】 等体积法 设三棱锥的高为,因为可得,所以,则可,所以,,由,得,代入数值得,所以.三棱锥的高为.【解析2】 辅助垂面法 如图(11)所示,作于,连接,因为,,所以,又,所以,,所以,作于,则有,所以即为三棱锥的高.,因为可得,所以.图16图15【变式2】折叠问题中两种方法求解点到面的距离 如图, 在直角梯形中,,,且.现以为一边向梯形外作正方形,然后沿边将正方形翻折,使平面与平面垂直,为的中点,如图16.则点到平面的距离为 2.【解析1】易证, 又, 设点到平面的距离为则,故,故到平面的距离等于.【解析2】 易证,∴平面BCE⊥平面BDE,过D做DH⊥BE于H,∴DH⊥平面BEC,在ΔBDE中,DH=.【变式3】 图17如图在长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=2,AD=1,A1A=1,则直线BC1到平面D1AC的距离为 .3.【解析】 易证,∴直线BC1∥平面DA1C;可知BC1到平面D1AC的距离即为点B到平面D1AC的距离,设为:由,且中,,故 ∴,即直线BC1到平面D1AC的距离为. 。

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