;;[考试要求]1.能用向量的方法解决点到直线、点到平面、相互平行的直线、相互平行的平面间的距离问题.2.掌握空间几何体中的探索性及翻折问题的求解方法.;;2.点P到平面α的距离;[常用结论]
1.平行线间的距离可以转化为点到直线的距离.
2.线面距离、面面距离都可以转化为点到平面的距离.;一、易错易混辨析(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)点A到平面α的距离是点A与α内任意一点的线段的最小值.()
(2)点到直线的距离也就是该点与直线上任意一点连线的长度.()
(3)若直线l平行于平面α,则直线l上各点到平面α的距离相等.()
(4)若直线l上两点到平面α的距离相等,则l平行于平面α.();二、教材经典衍生
(人教A版选择性必修第一册P35练习T2改编)如图,在棱长为1的正方体ABCD-A1B1C1D1中,E为线段A1B1的中点,F为线段AB的中点,则:
(1)点B到直线AC1的距离为________;
(2)直线FC到平面AEC1的距离为________.;所以FC∥EC1.因为EC1?平面AEC1,FC?平面AEC1,
所以FC∥平面AEC1,
所以点F到平面AEC1的距离即为直线FC到平面AEC1的距离.;;所以OC2+OA2=AC2,所以OA⊥OC.
又PO∩OA=O,PO?平面OPA,OA?平面OPA,
所以OC⊥平面OPA.又OC?平面OPC,
所以平面OPC⊥平面OPA.;(2)因为PO⊥平面OABC,OA⊥OC,所以以O为原点,
建立如图所示的空间直角坐标系.;求点到平面的距离的常用方法
(1)直接法:过点P作平面α的垂线,垂足为Q,把PQ放在某个三角形中,解三角形求出PQ的长度,该长度就是点P到平面α的距离.
(2)转化法:若点P所在的直线l平行于平面α,则转化为直线l上某一个点到平面α的距离来求.
(3)等体积法.;[跟进训练]
1.(1)四面体OABC满足∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,OA=1,OB=2,OC=3,点D在棱OC上,且OC=3OD,点G为△ABC的重心,则点G到直线AD的距离为();√;(1)A(2)BCD[(1)四面体OABC满足∠AOB=∠BOC=∠COA=90°,即OA,OB,OC两两垂直,
以点O为原点,以射线OA,OB,OC的方向分别为x,
y,z轴的正方向建立空间直角坐标系,如图,
因为OA=1,OB=2,OC=3,OC=3OD,则;考点二立体几何中的探索性问题
[典例2]如图,三棱柱ABC-A1B1C1的底面是等边三
角形,平???ABB1A1⊥平面ABC,A1B⊥AB,AC=2,
∠A1AB=60°,O为AC的中点.;解:(1)证明:因为△ABC是等边三角形,O是AC的中点,所以AC⊥OB,
因为平面ABB1A1⊥平面ABC,平面ABB1A1∩平面ABC=AB,A1B⊥AB,A1B?平面ABB1A1,所以A1B⊥平面ABC,因为AC?平面ABC,所以A1B⊥AC,
因为AC⊥OB,A1B∩OB=B,A1B,OB?平面A1BO,所以AC⊥平面A1BO.;(2)存在,线段CC1的中点P满足题意.
理由如下:
因为A1B⊥平面ABC,OB⊥AC,以O为原点,
OA,OB所在直线分别为x轴、y轴,过点O作
Oz∥A1B,以Oz所在直线为z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,;(1)对于存在判断型问题的求解,应先假设存在,把要成立的结论当作条件,据此列方程或方程组,把“是否存在”问题转化为“点的坐标是否有解,是否有规定范围内的解”等.
(2)对于位置探究型问题,通常借助向量,引进参数,综合已知和结论列出等式,解出参数.;[跟进训练]
2.如图,四棱锥P-ABCD中,底面ABCD是边
长为2的正方形,PB⊥BC,PD⊥CD,且PA=
2,E为PD的中点.
(1)求证:PA⊥平面ABCD.
(2)求PC与平面ACE所成角的正弦值.;解:(1)证明:因为四边形ABCD为正方形,
所以BC⊥AB,CD⊥AD.
因为PB⊥BC,BC⊥AB,PB∩AB=B,PB,AB?平面PAB,
所以BC⊥平面PAB,
因为PA?平面PAB,所以PA⊥BC.
因为PD⊥CD,CD⊥AD,PD∩AD=D,PD,AD?平面PAD,
所以CD⊥平面PAD,
因为PA?平面PAD,所以PA⊥CD.
因为BC∩CD=C,BC,DC?平面ABCD,
所以PA⊥平面ABCD.;(2)由(1)知PA⊥平面ABCD,AB⊥AD,不妨以点A为坐标原点,AB,AD,AP所在直线分别为x,y,z轴,建立如图所示的空间直角坐标系,
则A(0,0,0),C(2,2,0),P(0,0,2),E(0,1,1).
;考点三立体几何中的翻折问题;所以EF⊥PE,EF⊥DE.;又