题目内容

如图所示的多面体是由底面为ABCD的长方体被截面AEFG所截而得,其中AB=4,BC=1,BE=3,CF=4,若如图所示建立空间直角坐标系:
①求
EF
和点G的坐标;
②求异面直线EF与AD所成的角;
③求点C到截面AEFG的距离.
考点:点、线、面间的距离计算,空间中的点的坐标,异面直线及其所成的角
专题:空间位置关系与距离
分析:(1)由题意知A(1,0,0),B(1,4,0),E(1,4,4),F(0,4,4),由此能求出
EF
,又
AG
=
EF
,能求出G(0,0,1).
(2)由
AD
=(-1,0,0),
EF
=(-1,0,1)
,能求出异面直线EF与AD所成的角.
(3)求出平面AEFG的法向量,利用向量法能求出点C到截面AEFG的距离.
解答: 解:(1)由题意知A(1,0,0),B(1,4,0),
E(1,4,4),F(0,4,4),
EF
=(-1,0,1),又∵
AG
=
EF

设G(0,0,z),
∴(-1,0,z)=(-1,0,1),解得z=1,
∴G(0,0,1).
(2)∵
AD
=(-1,0,0),
EF
=(-1,0,1)

∴cos<
AD
EF
>=
AD
EF
|
AD
|•|
EF
|
=
2
2

∴异面直线EF与AD所成的角为45°.
(3)设平面AEFG的法向量
n
=(x,y,z)

AG
=(-1,0,1),
AE
=(0,4,3),
n
AG
=-x+z=0
n
AE
=4y+3z=0
,取z=4,得
n
=(4,-3,4),
∵C(0,4,0),
AC
=(-1,4,0)

∴点C到截面AEFG的距离d=
|
AC
n
|
|
n
|
=
|-4-12|
16+9+16
=
16
41
41
点评:本题考查
EF
和点G的坐标的求法,考查异面直线EF与AD所成的角的求法,考查点C到截面AEFG的距离的求法,解题时要认真审题,注意向量法的合理运用.
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