- 空间中直线与直线之间的位置关系
- 共583题
如图,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=a,D,E分别为棱AB,BC的中点,M为棱AA1上的点,二面角M-DE-A为30°。
(1)证明:A1B1⊥C1D;
(2)求MA的长,并求点C到平面MDE的距离。
正确答案
解:(1)证明:连结CD
∵三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱
∴平面
∴CD为C1D在平面ABC内的射影
∵△ABC中,AC=BC,D为AB中点
∴
∴
∵
∴。
(2)过点A作CE的平行线,交ED的延长线于F,连结MF
∵D、E分别为AB、BC的中点
∵
又
∴
∵AF为MF在平面ABC内的射影
∴
∴为二面角
的平面角,
在Rt△MAF中,,
∴
作,垂足为G
∵
∴平面AMF
∴平面MDE⊥平面AMF
∴AG⊥平面MDE
在Rt△GAF中,,AF=
∴
即A到平面MDE的距离为
∵
∴CA∥平面MDE
∴C到平面MDE的距离与A到平面MDE的距离相等,为。
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。
正确答案
解:(Ⅰ)过E作EH∥BC交CC1于H,
则CH=BE=1,EH∥AD,且EH=AD,
又∵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到平面AEC1F的距离,
由可得,BG=1,
从而,
由知,
,
∴。
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。
正确答案
解:(Ⅰ)建立如图所示的空间直角坐标系,
则D(0,0,0),B(2,4,0),
,
设F(0,0,z),
∵为平行四边形,
∴由得
,∴z=2,
∴F(0,0,2),
∴=(-2,-4,2),于是|
|=2
,
即BF的长是2。
(Ⅱ)设为平面
的法向量,
显然不垂直于平面ADF,
故可设=(x,y,1),
由,得
,
即,∴
,
又=(0,0,3),
设与
的夹角为α ,
则,
∴C到平面的距离为
。
已知正四棱柱ABCD-A1B1C1D1,AB=1,AA1=2,点E为CC1中点,点F为BD1中点。
(1)证明EF为BD1与CC1的公垂线;
(2)求点D1到面BDE的距离。
正确答案
解:(1)取BD中点M,连结MC,FM,
∵F为BD1中点,
∴FM∥D1D且FM=D1D
又EC=CC1,且EC⊥MC,
∴四边形EFMC是矩形
∴EF⊥CC1
又CM⊥面DBD1
∴EF⊥面DBD1
∵BD1面DBD1,
∴EF⊥BD1
故EF为BD1与CC1的公垂线。
(2)连结ED1,有
由(1)知EF⊥面DBD1,
设点D1到面BDE的距离为d,
则S△DBC·d=S△DBD·EF
∵AA1=2·AB=1
∴
∴
∴
故点D1到平面BDE的距离为。
如图,在四面体PABC中,PC⊥AB,PA⊥BC,点D,E,F,G分别是棱AP,AC,BC,PB的中点。
(Ⅰ)求证:DE∥平面BCP;
(Ⅱ)求证:四边形DEFG为矩形;
(Ⅲ)是否存在点Q,到四面体PABC六条棱的中点的距离相等?说明理由。
正确答案
(Ⅰ)证明:因为D,E分别为AP,AC的中点,所以DE//PC,
又因为DE平面BCP,
所以DE//平面BCP。
(Ⅱ)证明:因为D,E,F,G分别为AP,AC,BC,PB的中点,
所以DE∥PC∥FG,DG∥AB∥EF,
所以四边形DEFG为平行四边形,
又因为PC⊥AB,所以DE⊥DG,
所以四边形DEFG为矩形。
(Ⅲ)解:存在点Q满足条件,理由如下:连接DF,EG,
设Q为EG的中点,由(Ⅱ)知,DF∩EG=Q,且QD=QE=QF=QG=EG,
分别取PC,AB的中点M,N,连接ME,EN,NG,MG,MN。
与(Ⅱ)同理,可证四边形MENG为矩形,
其对角线点为EG的中点Q,且QM=QN=EG,
所以Q为满足条件的点。
扫码查看完整答案与解析