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高三数学 经典例题精解分析 3-2第4课时 空间向量与空间距离(选学)VIP免费

高三数学 经典例题精解分析 3-2第4课时 空间向量与空间距离(选学)_第1页
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第4课时空间向量与空间距离(选学)双基达标限时20分钟1.若O为坐标原点,OA=(1,1,-2),OB=(3,2,8),OC=(0,1,0),则线段AB的中点P到点C的距离为().A.B.2C.D.解析由题意OP=(OA+OB)=(2,,3),PC=OC-OP=(-2,-,-3),|PC|==.答案D2.已知平面α的一个法向量n=(-2,-2,1),点A(-1,3,0)在a内,则P(-2,1,4)到α的距离为().A.10B.3C.D.解析设点P到α的距离为h,则h==.答案D3.长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=BC=a,AA1=2a,则D1到直线AC的距离为().A.aB.C.D.解析连结BD,AC交于点O,则D1O==a为所求.答案D4.二面角αlβ的平面角为60°,A、B∈l,AC⊂α,BD⊂β,AC⊥l,BD⊥l,若AB=AC=BD=1,则CD的长为________.解析∵CD=CA+AB+BD,AC⊥l,BD⊥l,A,B∈l.∴CA·AB=0,AB·BD=0,∴|CD|===.答案5.正方形ABCD与ABEF边长都为a,若二面角EABC的大小为30°,则EF到平面ABCD的距离为________.解析直线EF到平面ABCD的距离即为点E到平面ABCD的距离,∴d=.答案6.已知直线l过点A(1,-1,2),和l垂直的一个向量为n=(-3,0,4),求P(3,5,0)到l的距离.解∵PA=(-2,-6,2).∴PA·n=(-2,-6,2)·(-3,0,4)=14,|n|==5.∴点P到直线l的距离为=.综合提高(限时25分钟)7.如图,正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,O是底面A1B1C1D1的中心,则O到平面ABC1D1的距离是().A.B.C.D.解析以D为坐标原点,以DA,DC,DD1所在直线分别为x,y,z轴建立空间直角坐标系,则有D1(0,0,1),D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),A1(1,0,1),C1(0,1,1).因O为A1C1的中点,所以O(,,1),C1O=(,-,0),设平面ABC1D1的法向量为n=(x,y,z),则有即取n=(1,0,1)∴O到平面ABC1D1的距离为:d===.答案B8.在长方体ABCD-A1B1C1D1中,底面是边长为2的正方形,高为4,则点A1到截面AB1D1的距离为().A.B.C.D.解析如图,建立空间直角坐标系D-xyz,则A(2,0,0),A1(2,0,4),B1(2,2,4),D1(0,0,4),∴D1B1=(2,2,0),D1A=(2,0,-4),AA1=(0,0,4),设n=(x,y,z)是平面AB1D1的法向量,则n⊥D1B1,n⊥D1A,∴即令z=1,则平面AB1D1的一个法向量为n=(2,-2,1).由AA1在n上的投影可得A1到平面AB1D1的距离为d==.答案C9.直角△ABC的两条直角边BC=3,AC=4,PC⊥平面ABC,PC=,则点P到斜边AB的距离是________.解析以C为坐标原点,CA、CB、CP为x轴、y轴、z轴建立如下图所示的空间直角坐标系.则A(4,0,0),B(0,3,0),P(0,0,),所以AB=(-4,3,0),AP=(-4,0,),所以AP在AB上的投影长为=,所以P到AB的距离为d===3.答案310.已知长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=6,BC=4,BB1=3,则点B1到平面A1BC1的距离为______.解析如图所示,建立空间直角坐标系,则A1(4,0,3),B1(4,6,3),B(4,6,0),C1(0,6,3),A1C1=(-4,6,0),A1B=(0,6,-3),BC1=(-4,0,3),A1B1=(0,6,0),设平面A1BC1的法向量为n=(x,y,z),由解得n=(1,,).∴d==.答案11.已知正方形ABCD的边长为1,PD⊥平面ABCD,且PD=1,E,F分别为AB,BC的中点.(1)求点D到平面PEF的距离;(2)求直线AC到平面PEF的距离.解(1)建立以D为坐标原点,DA,DC,DP分别为x轴,y轴,z轴的空间直角坐标系,如图所示.则P(0,0,1),A(1,0,0),C(0,1,0),E(1,,0),F(,1,0),EF=(-,,0),PE=(1,,-1),设平面PEF的法向量n=(x,y,z),则n·EF=0,且n·PE=0,所以令x=2,则y=2,,z=3,所以n=(2,2,3),所以点D到平面PEF的距离为d===,因此,点D到平面PEF的距离为.(2)因为AE=(0,,0),所以点A到平面PEF的距离为d===,所以AC到平面PEF的距离为.12.(创新拓展)正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为4,M、N、E、F分别为A1D1、A1B1、C1D1、B1C1的中点,求平面AMN与平面EFBD间的距离.解如图所示,建立空间直角坐标系Dxyz,则A(4,0,0),M(2,0,4),D(0,0,0),B(4,4,0),E(0,2,4),F(2,4,4),N(4,2,4),从而EF=(2,2,0),MN=(2,2,0),AM=(-2,0,4),BF=(-2,0,4),∴EF=MN,AM=BF,∴EF∥MN,AM∥EF,EF∩BF=F,MN∩AM=M.∴平面AMN∥平面EFBD.设n=(x,y,z)是平面AMN的法向量,从而解得取z=1,得n=(2,-2,1),由于AB=(0,4,0),所以AB在n上的投影为==-.∴两平行平面间的距离d==.

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