求P到交线a的距离.
解:作PA??于A,PB??于B, 设PA,PB所确定的平面为?,??a?Q, 连AQ,BQ,∵PA??, ∴PA?a.
同理PB?a,∴a?平面?, ∴a?PQ,则PQ是P到a的距离. 在四边形PAQB中,?A??B?90?, ∴PAQB是圆的内接四边形,且PQ?2R. 又∵?BQA?60?,?BPA?120?, ∴AB?3?5?2?3?5cos120??7,
PQ?2R?AB7?214??3.
sin60?33说明:本例作二面角的平面角用作垂面法,避免了再证明P、B、A、Q四点共面,同时用到正弦定理和余弦定理.
典型例题十八
例18 如图,四面体SABC中,?ABC是等腰三角形,AB?BC?2a,?ABC?120?,
且SA?平面ABC,SA?3a.求点A到平面SBC的距离.
分析:考虑利用两个平面垂直的性质定理作出点A到SBC的垂线,先确定一个过点A和平面SBC垂直的平面,∵SA?平面ABC,故作AD?BC于D,连结SD,则平面SAD?平面SBC,平面SAD实际上就是二面角S?BC?A的平面角SDA所在的平面,因此,它的作图过程和用三垂线法作二面角S?BC?A的平面角的作图过程完全相同.
解:作AD?BC交BC于D,连结SD,
∵SA?平面ABC,根据三垂线定理有SD?BC,又SD?AD?D,
∴BC?平面SAD,又BC?平面SBC,
∴平面SBC?平面ADS,且平面SBC?平面ADS?SD,
∴过点A作AH?SD于H,由平面与平面垂直的性质定理可知:AH?平面SBC. 在Rt?SAD中,SA?3a,AD?AB?sin60??3a, ∴AH?SA?ADSA2?AD2?3a?3a(3a)2?(3a)23a. 2?3a, 2即点A到平面SBC的距离为
说明:二面角的平面角所在的平面垂直于二面角的棱,同时垂直于二面角的两个两.从本例可以看出:要求点到平面的距离,只要过该点找到与已知平面垂直的平面,则点面距即可根据面面垂直的性质作出.