- 空间两点间的距离
- 共401题
如题14图,面为
的中点,
为
内的动点,且
到直线
的距离为
则
的最大值为________________.
正确答案
60°
略
等边三角形的边长为
,沿平行于
的线段
折起,使平面
平面
,设点
到直线
的距离为
,
的长为
.
(1)为何值时,
取得最小值,最小值是多少;
(2)若,求
的最小值.
正确答案
(1)当
时,
取得最小值
.
(2),当
时,
取得最小值
如图(1)为折叠前对照图,图(2)为折叠后空间图形,
平面
平面
,
又,
平面
.
.
中,
,
,
故,
当
时,
取得最小值
.
(2),
,
在等腰△
中,
由余弦定理得.
即,当
时,
取得最小值
.
(本小题满分12分,(Ⅰ)问5分,(Ⅱ)问7分)
如题(19)图,在四棱锥中,
且
;平面
平面
,
;
为
的中点,
。求:
(Ⅰ)点到平面
的距离;
(Ⅱ)二面角的大小。
正确答案
(Ⅰ)
(Ⅱ)
解法一:(Ⅰ)因为AD//BC,且,所以
,从而A点到平面
的距离等于D点到平面
的距离。
因为平面故
,从而
,由AD//BC,得
,又由
知
,从而
为点A到平面
的距离,因此在
中
。
(Ⅱ)如答(19)图1,过E电作,交
于点G,又过G点作
,交AB于H,故
为二面角
的平面角,记为
,过E点作EF//BC,交
于点F,连结GF,因平面
,故
。
由于E为BS边中点,故,在
中,
,因
,又
,
故由三垂线定理的逆定理得,从而又可得
因此而在
中,
在中,
可得
,故所求二面角的大小为
。
解法二:
(Ⅰ)如答(19)图2,以S(O)为坐标原点,射线OD,OC分别为x轴,y轴正向,建立空间
坐标系,设,因平面
即点A在xoz平面上,因此。
又,
因AD//BC,故BC⊥平面CSD,即BCS与平面yOx重合,从而点A到平面BCS的距离为。
(Ⅱ)易知C(0,2,0),D(,0,0)。因E为BS的中点,ΔBCS为直角三角形,
知。
设B(0,2, ),
>0,则
=2,故B(0,2,2),所以E(0,1,1)。
在CD上取点G,设G(),使GE⊥CD。
由故
①
又点G在直线CD上,即,由
=(
),则有
②
联立①、②,解得G=,
故=
,又由AD⊥CD,所以二面角E-CD-A的平面角为向量
与向量
所成的角,记此角为
。
因为=
,
,所以
,故所求的二面角的大小为
。
求函数y=+
的最小值.
正确答案
因为y=+
,
所以函数y是x轴上的点P(x,0)与两定点A(0,3)、B(4,5)距离之和.
y的最小值就是|PA|+|PB|的最小值.
由平面几何知识可知,若A关于x轴的对称点为A′(0,-3),
则|PA|+|PB|的最小值等于|A′B|,
即=4
.
所以ymin=4.
在平面直角坐标系xoy中,给定三点,点P到直线BC的距离是该点到直线AB,AC距离的等比中项。(Ⅰ)求点P的轨迹方程;(Ⅱ)若直线L经过
的内心(设为D),且与P点的轨迹恰好有3个公共点,求L的斜率k的取值范围。
正确答案
直线L的斜率k的取值范围是有限集
Ⅰ)直线AB、AC、BC的方程依次为。点
到AB、AC、BC的距离依次为
。依设,
,即
,化简得点P的轨迹方程为
圆S: ......5分
(Ⅱ)由前知,点P的轨迹包含两部分
圆S: ① 与双曲线T:
②
因为B(-1,0)和C(1,0)是适合题设条件的点,所以点B和点C在点P的轨迹上,且点P的轨迹曲线S与T的公共点只有B、C两点。
的内心D也是适合题设条件的点,由
,解得
,且知它在圆S上。直线L经过D,且与点P的轨迹有3个公共点,所以,L的斜率存在,设L的方程为
③
(i)当k=0时,L与圆S相切,有唯一的公共点D;此时,直线平行于x轴,表明L与双曲线有不同于D的两个公共点,所以L恰好与点P的轨迹有3个公共点。......10分
(ii)当时,L与圆S有两个不同的交点。这时,L与点P的轨迹恰有3个公共点只能有两种情况:
情况1:直线L经过点B或点C,此时L的斜率,直线L的方程为
。代入方程②得
,解得
。表明直线BD与曲线T有2个交点B、E;直线CD与曲线T有2个交点C、F。故当
时,L恰好与点P的轨迹有3个公共点。 ......15分
情况2:直线L不经过点B和C(即),因为L与S有两个不同的交点,所以L与双曲线T有且只有一个公共点。即方程组
有且只有一组实数解,消去y并化简得
该方程有唯一实数解的充要条件是
④
或 ⑤ .解方程④得
,解方程⑤得
。
综合得直线L的斜率k的取值范围是有限集。
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