题目内容

17.(1)证明:正三角形内任一点(不与顶点重合)到三边的距离和为定值.
(2)通过对(1)的类比,提出正四面体的一个正确的结论,并予以证明.

分析 (1)利用等面积,即可证明结论;
(2)根据平面中的某些性质类比推理出空间中的某些性质,一般遵循“点到线”,“线到面”,“面到体”等原则,由在平面几何中,已知“正三角形内一点到三边距离之和是一个定值”,是一个与线有关的性质,由此可以类比推出空间中一个与面有关的性质,再由割补法可证明结论.

解答 (1)证明:图1所示,设P是正三角形ABC内任一点(不与顶点重合),
点P到正三角形三边的距离分别为h1,h2,h3,三角形边长为a,高为h,
则三角形的面积S=$\frac{1}{2}$ah=$\frac{1}{2}$ah1+$\frac{1}{2}$ah2+$\frac{1}{2}$ah3,------(4分)
即h=h1+h2+h3
所以,正三角形内任一点(不与顶点重合)到三边的距离和为定值-------(5分)
(2)类比的结论是:正四面体内任一点(不与顶点重合)到它的四个面的距离和为定值.-------(8分)
下面给出证明:如图2:
设点P为正四面体ABCD内部任一点,且点P到四个面的距离分别为PM1,PM2,PM3,PM4,正四面体的高为h,
则点P将四面体分成四个共顶点的三棱锥.
因为ABCD为正四面体,所以四个面面积相同,
由VP-BCD+VP-ACD+VP-ABD+VP-ABC=VABCD得:PM1+PM2+PM3+PM4=h.-------(14分)

点评 本题考查的知识点是类比推理,类比推理的一般步骤是:(1)找出两类事物之间的相似性或一致性;(2)用一类事物的性质去推测另一类事物的性质,得出一个明确的命题(猜想).

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