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    2024年高考数学一轮复习(新高考版) 第7章 §7.8 空间距离及立体几何中的探索问题

    千伯自习室

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    3.0分

    共13页 2024-09-07 3知币
    §7.8 空间距离及立体几何中的探索问题
    考试要求  1.会求空间中点到直线以及点到平面的距离.2.以空间向量为工具,探究空间几
    何体中线、面的位置关系或空间角存在的条件.
    知识梳理
    1.点到直线的距离
    如图,已知直线 l的单位方向向量为 u,A是直线 l上的定点,P是直线 l外一点,设AP=
    a,则向量AP在直线 l上的投影向量AQ=(a·u)u,在 Rt△APQ 中,由勾股定理,得 PQ==.
    2.点到平面的距离
    如图,已知平面 α的法向量为 n,A是平面 α内的定点,P是平面 α外一点.过点 P作平面 α
    的垂线 l,交平面 α于点 Q,则 n是直线 l的方向向量,且点 P到平面 α的距离就是AP在直
    线l上的投影向量QP的长度,因此 PQ===.
    思考辨析
    判断下列结论是否正确(请在括号中打“√”或“×”)
    (1)平面 α上不共线的三点到平面 β的距离相等,则 α∥β.( × )
    (2)点到直线的距离也就是该点与直线上任一点连线的长度.( × )
    (3)直线 l平行于平面 α,则直线 l上各点到平面 α的距离相等.( √ )
    (4)直线 l上两点到平面 α的距离相等,则 l平行于平面 α.( × )
    教材改编题
    1.正方体 ABCD-A1B1C1D1的棱长为 2,则 A1A到平面 B1D1DB 的距离为(  )
    A. B.2 C. D.
    答案 A
    解析 由正方体性质可知,A1A∥平面 B1D1DB,A1A到平面 B1D1DB 的距离就是点 A1到平面
    B1D1DB 的距离,连接 A1C1,交 B1D1于O1(图略),A1O1的长即为所求,由题意可得 A1O1=
    A1C1=.
    2.已知直线 l经过点 A(2,3,1)且向量 n=为 l的一个单位方向向量,则点 P(4,3,2)到l的距离
    为________.
    答案 
    解析 ∵PA=(-2,0,-1),n=为 l的一个单位方向向量,
    ∴点P到l的距离 d===.
    3.设正方体 ABCD-A1B1C1D1的棱长为 2,则点 D1到平面 A1BD 的距离是________.
    答案 
    解析 如图,建立空间直角坐标系,
    则D1(0,0,2),A1(2,0,2),D(0,0,0),B(2,2,0),
    所以D1A1=(2,0,0),DA1=(2,0,2),DB=(2,2,0).
    设平面 A1BD 的法向量为 n=(x,y,z),
    则即
    令x=1,则 n=(1,-1,-1),
    所以点 D1到平面 A1BD 的距离 d==.
    题型一 空间距离
    例1 (1)(2023·长沙模拟)空间中有三点 P(1,-2,-2),M(2,-3,1),N(3,-2,2),则点 P
    到直线 MN 的距离为(  )
    A.2 B.2 C.3 D.2
    答案 A
    解析 因为MN=(1,1,1),
    所以MN的一个单位方向向量为 u=(1,1,1).
    因为PM=(1,-1,3),
    故|PM|==,PM·u=(1-1+3)=,
    所以点 P到直线 MN 的距离为==2.
    (2)(2022·济宁模拟)如图,在三棱柱 ABC-A1B1C1中,AB⊥平面 BCC1B1,BC=AB=AA1=
    2,BC1=2,M为线段 AB 上的动点.
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    千伯自习室

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