2.空间距离则主要是求点到面的距离主要方法: ①体积法, ②直接法,找出点在平面内的射影 ★★★高考将考什么 [范例1]如图.在五面体中.点是矩形的对角线的交点.面是等边三角形.棱. (1)证明//平面, M (2)设. 证明平面. 解析:(Ⅰ)取CD中点M.连结OM. 在矩形ABCD中..又.则. 连结EM.于是四边形EFOM为平行四边形. 又平面CDE. EM平面CDE. ∴ FO∥平面CDE 和已知条件.在等边△CDE中. 且. 因此平行四边形EFOM为菱形.从而EO⊥FM而FM∩CD=M. ∴CD⊥平面EOM.从而CD⊥EO. 而.所以EO⊥平面CDF. [点晴]本小题考查直线与平面平行.直线与平面垂直等基础知识.注意线面平行和线面垂直判定定理的使用.考查空间想象能力和推理论证能力. [文]如图.在四棱锥P-ABCD中.底面为直角梯形, AD∥BC.∠BAD=90°.PA⊥底面ABCD.且PA=AD=AB =2BC.M.N分别为PC.PB的中点. (Ⅰ)求证:PB⊥DM; (Ⅱ)求CD与平面ADMN所成的角 解析:方法一: (I)因为是的中点..所以. 因为平面.所以.从而平面. 因为平面.所以. (II)取的中点.连结..则. 所以与平面所成的角和与平面所成的角相等. 因为平面.所以是与平面所成的角. 在中.. 故与平面所成的角是. 方法二: 以为坐标原点建立空间直角坐标系.设.则 . (I) 因为.所以 (II) 因为.所以. 又因为.所以平面 因此的余角即是与平面所成的角. 因为. 所以与平面所成的角为. [点晴]注意线线垂直常使用线面垂直得到解决.线面角关键是找到射影.遵循一作二证三计算的步骤.同时使用空间向量能降低对空间想象能力的要求. [范例2]如图.四棱锥P-ABCD中.底面ABCD 为矩形.AB=8.AD=4.侧面PAD为等边三角形.并且与底面所成二面角为60°. (Ⅰ)求四棱锥P-ABCD的体积, (Ⅱ)证明PA⊥BD. 解析:(Ⅰ)如图.取AD的中点E. 连结PE.则PE⊥AD. 作PO⊥平面在ABCD.垂足为O.连结OE. 根据三垂线定理的逆定理得OE⊥AD. 所以∠PEO为侧面PAD与底面所成的二面角 的平面角.由已知条件可知∠PEO=60°.PE=6.所以PO=3. 四棱锥P-ABCD的体积VP-ABCD= (Ⅱ)法1 如图.以O为原点建立空间直角坐标系.通过计算可得P(0.0.3). A(2.-3.0).B(2.5.0).D(-2.-3.0) 所以 因为 所以PA⊥BD. 法2:连结AO.延长AO交BD于点F.通过计算 可得EO=3.AE=2.又知AD=4.AB=8. 得所以Rt△AEO∽Rt△BAD.得∠EAO=∠ABD. 所以∠EAO+∠ADF=90° 所以 AF⊥BD. 因为 直线AF为直线PA在平面ABCD 内的身影.所以PA⊥BD. [点晴]本小题主要考查棱锥的体积.二面角.异面直线所成的角等知识和空间想象能力.分析问题能力.解题的关键是二面角的使用.使用空间向量能降低对空间想象能力的要求.但坐标系的位置不规则.注意点坐标的表示. [文]在直三棱柱中.. (1)求异面直线与所成的角的大小, (2)若与平面所成角为.求三棱锥的体积. 解析 (1) ∵ BC∥B1C1, ∴∠ACB为异面直线B1C1与AC所成角 ∵∠ABC=90°, AB=BC=1, ∴∠ACB=45°, ∴ 异面直线B1C1与AC所成角为45°. (2) ∵ AA1⊥平面ABC,∠ACA1是A1C与平面ABC所成的角, ∠ACA =45°. ∵ ∠ABC=90°, AB=BC=1, AC=,∴AA1=. ∴ 三棱锥A1-ABC的体积V=S△ABC×AA1=. [点晴]画图是学好立体几何的基本要求.本题考查了线线角和体积等立几知识. [范例3]如图.所示的多面体是由底面为ABCD的长方体被截面AEC1F所截面而得到的.其中AB=4.BC=2.CC1=3.BE=1. (Ⅰ)求BF的长, (Ⅱ)求点C到平面AEC1F的距离. 解法1:(Ⅰ)过E作EH//BC交CC1于H.则CH=BE=1.EH//AD.且EH=AD. ∵AF∥EC1.∴∠FAD=∠C1EH. ∴Rt△ADF≌Rt△EHC1. ∴DF=C1H=2. (Ⅱ)延长C1E与CB交于G.连AG. 则平面AEC1F与平面ABCD相交于AG. 过C作CM⊥AG.垂足为M.连C1M. 由三垂线定理可知AG⊥C1M.由于AG⊥面C1MC. 且AG面AEC­1F.所以平面AEC1F⊥面C1MC. 在Rt△C1CM中.作CQ⊥MC1.垂足为Q.则CQ的长即为C到面AEC1F的距离. 解法2:(I)建立如图所示的空间直角坐标系.则D. A.E.C1. ∵AEC1F为平行四边形. (II)设为面AEC1F的法向量. 的夹角为a.则 ∴C到平面AEC1F的距离为 [点晴]本小题主要考查线面关系和空间距离的求法等基础知识.空间距离也遵循一作二证三计算的步骤.但体积法是一种很好的求空间距离的方法.同学们不妨一试. [文]正三棱柱的底面边长为8.对角线.D是AC的中点. (1)求点到直线AC的距离. (2)求直线到平面的距离. 解:(1)连结BD..由三垂线定理可得:. 所以就是点到直线AC的距离. 在中. . (2)因为AC与平面BD交于AC的中点D. 设.则//DE.所以//平面. 所以到平面BD的距离等于A点到平面BD 的距离.等于C点到平面BD的距离.也就等于三棱 锥的高. . ..即直线到平面BD的距离是. [点晴]求空间距离注意三点: 查看更多

 

题目列表(包括答案和解析)

已知直三棱柱中, , , 的交点, 若.

(1)求的长;  (2)求点到平面的距离;

(3)求二面角的平面角的正弦值的大小.

【解析】本试题主要考查了距离和角的求解运用。第一问中,利用ACCA为正方形, AC=3

第二问中,利用面BBCC内作CDBC, 则CD就是点C平面ABC的距离CD=,第三问中,利用三垂线定理作二面角的平面角,然后利用直角三角形求解得到其正弦值为

解法一: (1)连AC交AC于E, 易证ACCA为正方形, AC=3 ……………  5分

(2)在面BBCC内作CDBC, 则CD就是点C平面ABC的距离CD= … 8分

(3) 易得AC面ACB, 过E作EHAB于H, 连HC, 则HCAB

CHE为二面角C-AB-C的平面角. ………  9分

sinCHE=二面角C-AB-C的平面角的正弦大小为 ……… 12分

解法二: (1)分别以直线CB、CC、CA为x、y为轴建立空间直角坐标系, 设|CA|=h, 则C(0, 0, 0), B(4, 0, 0), B(4, -3, 0), C(0, -3, 0), A(0, 0, h), A(0, -3, h), G(2, -, -) ………………………  3分

=(2, -, -), =(0, -3, -h)  ……… 4分

·=0,  h=3

(2)设平面ABC得法向量=(a, b, c),则可求得=(3, 4, 0) (令a=3)

点A到平面ABC的距离为H=||=……… 8分

(3) 设平面ABC的法向量为=(x, y, z),则可求得=(0, 1, 1) (令z=1)

二面角C-AB-C的大小满足cos== ………  11分

二面角C-AB-C的平面角的正弦大小为

 

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