??n·A1B=0,则???n·A1C=0,
??x=3y,
3即???z=2y,
令y=3,则
n=(3,3,6),n0=?,?1?433?,?. 42?
3
. 2
又AA1=(0,0,1),∴d=|AA1·n0|=答案:
3 2
5.已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,E,F,G分别是C1C,D1A1,AB的中点,求点A到平面EFG的距离.
解:建立空间直角坐标系如图, 则A(2,0,0),E(0,2,1),
F(1,0,2),G(2,1,0),
∴AG=(0,1,0),
GE=(-2,1,1), GF=(-1,-1,2).
设n=(x,y,z)是平面GEF的法向量, 点A到平面EFG的距离为d,
?n·GE=0,则?
?n·GF=0.
??x=z,∴?
?y=z.?
??-2x+y+z=0,
∴?
?-x-y+2z=0,?
令z=1, 则n=(1,1,1),
|AG·n|13∴d===.
|n|33即点A到平面EFG的距离为
3
. 3
6
1.空间距离包括:点到点、点到线、点到面、线到线、线到面、面到面之间的距离.其中以点到面的距离最为重要,其他距离,如线到面、面到面的距离均可转化为点到面的距离.
2.空间一点A到直线l的距离的算法:
3.空间一点A到平面π的距离的算法:
[对应课时跟踪训练十三
1.已知平面α的一个法向量n=(-2,-2,1),点A(2,-1,0)在α内,则P(1,3,-2)到α的距离为( )
A.10 8
C. 3
B.3 D.10 3
解析:PA=(1,-4,2),又平面α的一个法向量为n=(-2,-2,1),所以P到α|PA·n||-2+8+2|8
的距离为==. n33
答案:C
1
2.正方体ABCD -A1B1C1D1的棱长为a,点M在AC1上且AM=MC1,N为B1B的中
2点,则|MN|为( )
A.
21a 6
B.6a 6
7
C.
15a 6
D.
15a 3
解析:以D为原点建立如图所示的空间直角坐标系, 则A(a,0,0),C1(0,a,a),N?a,a,?.
2??设M(x,y,z).
1
∵点M在AC1上且AM=MC1.
21
∴(x-a,y,z)=(-x,a-y,a-z),
22aa?2aaa?∴x=a,y=,z=.于是M?,,?. 333?333?∴|MN| = =
?
a??a-2a?2+?a-a?2+?a-a?2 ?3??3??23???????
21a. 6
答案:A
3.如图,P-ABCD是正四棱锥,ABCD-A1B1C1D1是正方体,其中AB=2,
PA=6,则B1到平面PAD的距离为( )
A.6 C.65
5
B.D.35
532
2
解析:以A1B1为x轴,A1D1为y轴,A1A为z轴建立空间直角坐标系,设平面PAD的法向量是n=(x,y,z),由题意知,B1(2,0,0),A(0,0,2),
D(0,2,2),P(1,1,4).AD=(0,2,0),AP=(1,1,2),
∴AD·n=0,且AP·n=0.
∴y=0,x+y+2z=0,取z=1,得n=(-2,0,1).
|B1A·n|65∵B1A=(-2,0,2),∴B1到平面PAD的距离d==.
|n|5答案:C
4.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
8
的距离为( )
8
A. 34
C. 3
解析:如图,建立空间直角坐标系,
3
B. 83D. 4
则D(0,0,0),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的一个法向量,
??n·D1B1=0,
则n⊥D1B1,n⊥D1A,∴?
??n·D1A=0,
??2x+2y=0,
即?
?2x-4z=0.?
令z=1,则平面AB1D1的一个法向量为n=(2,-2,1).
|AA1·n|4
∴由AA1在n上射影可得A1到平面AB1D1的距离为d==.
|n|3答案:C
5.如图所示,在正三棱柱ABC-A1B1C1中,所有棱长均为1,则点B1到平面ABC1的距离为________.
解析:建立如图所示的空间直角坐标系,则C(0,0,0),A?
?31?,,0?,?22?
B(0,1,0),B1(0,1,1),C1(0,0,1),
9
则C1A=?
?31?
,,-1?,C1B1=(0,1,0),C1B=(0,1,-1),设平面ABC1的法向?22?
量为n=(x,y,1),
??C1A·n=0
则有?
?? C1B·n=0
则d=|
,解得n=?
?3?
,1,1?, ?3?
C1B1·n|n|
|=21=. 71
+1+13
1
答案:
21 7
6.如图所示,正方体的棱长为1,E,F,M,N分别是棱的中点,则平面A1EF与平面B1NMD1
的距离为________.
解析:建立如图所示的空间直角坐标系,
?1?F?1,1,1?,?0,1,1?,?1,1,1?. 则A1(1,0,0),B1(1,1,0),E?,0,1?,D(0,0,0),MN??1?2??2?
?2??2?????
∵E,F,M,N分别是棱的中点, ∴MN∥EF,A1E∥B1N. ∴平面A1EF∥平面B1NMD1.
∴平面A1EF与平面B1NMD1的距离即为A1到平面B1NMD1的距离. 设平面B1NMD1的法向量为n=(x,y,z), ∴n·D1B1=0,且n·B1N=0.
?1?即(x,y,z)·(1,1,0)=0,且(x,y,z)·?-,0,1?=0.
?2?
1
∴x+y=0,且-x+z=0,
2令x=2,则y=-2,z=1.
21??2
∴n=(2,-2,1),n0=?,-,?.
33??3
10