题目内容

(2011•新疆模拟)在平面几何里,已知Rt△SAB的两边SA,SB互相垂直,且SA=a,SB=b,则AB边上的高h=
ab
a2+b2
;现在把结论类比到空间:三棱锥S-ABC的三条侧棱SA,SB,SC两两相互垂直,SH⊥平面ABC,且SA=a,SB=b,SC=c,则点S到平面ABC的距离h'=
abc
a2b2+b2c2+c2a2
abc
a2b2+b2c2+c2a2
分析:设S到平面ABC的距离为h,过点S向底面ABC引垂线,垂足为O,连CO并延长交AB于M,连接SM,则SM⊥AB,CM⊥AB,在直角三角形SAB中可求得AB=
a2+b2
,SM=
ab
a2+b2
,同理在直角三角形CSM中可求得|CM|=
c2+
a2b2
a2+b2
,于是S△ABC=
1
2
•|AB|•|CM|=
1
2
a2+b2
c2+
a2b2
a2+b2
=
1
2
a2b2+a2c2 +b2c2 
,由VS-ABC=VC-ABS,即可求得S到平面ABC的距离为h′.
解答:解:把结论类比到空间:三棱锥S-ABC的三条侧棱SA,SB,SC两两相互垂直,SH⊥平面ABC,且SA=a,SB=b,SC=c,则点S到平面ABC的距离h'=
abc
a2b2+b2c2+c2a2

证明:设S到平面ABC的距离为h′,过点S向底面ABC引垂线,垂足为O,连CO并延长交AB于M,连接SM,则SM⊥AB,CM⊥AB,
在直角三角形SAB中,由勾股定理得|AB|=
a2+b2
,又ab=|AB|•|SM|
∴|SM|=
ab
a2+b2

∵SA,SB,SC两两相互垂直,故SC⊥平面SAB,SM?平面SAB,
∴SC⊥SM,
∵在直角三角形CSM中,|CM|=
c2+
a2b2
a2+b2

∴是S△ABC=
1
2
•|AB|•|CM|=
1
2
a2+b2
c2+
a2b2
a2+b2
=
1
2
a2b2+a2c2 +b2c2 

由VS-ABC=VC-ABS可得:
1
3
1
2
abc=
1
3
S△ABC•h′=
1
3
1
2
a2b2+a2c2 +b2c2 
•h′,
∴h′=
abc
a2b2+b2c2c2a2

∴S到平面ABC的距离h′=
abc
a2b2+b2c2c2a2

故答案为:
abc
a2b2+b2c2+c2a2
点评:本题考查类比推理,难点在于线面垂直(SC⊥平面SAB)的性质(SC⊥SM)的应用,着重考查类比推理的思想及等体积轮换公式的应用,属于中档题.
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