2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:第3章 3.7 点到平面的距离 Word版含解析
2019年数学新同步湘教版选修2-1讲义+精练:第3章 3.7 点到平面的距离 Word版含解析第5页



  如图,已知正方体ABCD­A1B1C1D1的棱长为a,求直线BD与B1C的距离.

  [解] 法一:连接AC,交BD于点O,则O为AC,BD的中点,取CC1的中点M,连接BM交B1C于E,连接OM,AC1,则OM∥AC1,过E作EF∥OM交OB于F,则EF∥AC1,

  又斜线AC1的射影为AC,BD⊥AC,

  ∴BD⊥AC1,∴EF⊥BD.

  同理AC1⊥B1C,EF⊥B1C.

  ∴EF为BD与B1C的公垂线.

  ∵M为CC1的中点,∴△MEC∽△BEB1,

  ∴==.

  ∵BM=a,∴BE=MB=a,

  ∵EF∥OM,∴==,

  故BF=OB=a,

  ∴EF==a.

  法二:(转化为直线到平面的距离)BD∥平面B1D1C,B1C⊂平面B1D1C,故BD与B1C的距离就是BD到平面B1D1C的距离为h,由VB­B1D1C=VD1­B1BC,

  即·(a)2h=·a2·a,解得h=a.

  法三:(转化为两平行平面间的距离)易证:

  平面B1D1C∥平面A1BD,AC1⊥平面A1BD,用等体积法易证A到平面A1BD的距离为a.同理可知C1到平面B1D1C的距离为a,而AC1=a,故两平面间的距离为a.

  即BD与B1C的距离为a.

  法四:(垂面法)如图,∵BD∥平面B1CD1,B1D1⊥A1C1,B1D1⊥OO1,

  ∴B1D1⊥平面OO1C1C.

∵平面OO1C1C∩平面B1D1C=O1C,O1∈B1D1,故O到平面D1B1C的距离为Rt△O1OC斜边上的高,