4.在Rt△ABC中,∠C=30°,∠B=90°,D是BC边的中点,AC=2,DE⊥平面ABC,DE=1,则点E到斜边AC的

距离是                                (  D  ) 

A.     ?    B.?      C.?        D. 

典例剖析:

例1.如图所示,在直三棱柱ABC-A1B1C1中,∠ACB=90°,AC=BC=a,D、E分别为棱AB、BC的中点,M为棱AA1上的点,二面角M-DE-A为30°. 

(1)证明:A1B1⊥C1D; (2)求MA的长,并求点C到平面MDE的距离. 

(1)证明  连结CD.∵三棱柱ABC-A1B1C1是直三棱柱, 

∴CC1⊥平面ABC. ∴CD为C1D在平面ABC内的射影. 

∵在△ABC中,AC=BC,D为AB的中点, 

∴AB⊥CD,∴AB⊥C1D. ∵A1B1∥AB,∴A1B1⊥C1D.  

(2)过点A作CE的平行线交ED的延长线于F,连结MF. 

∵D、E分别为AB、BC的中点,∴DE∥AC. 又∵AF∥CE,CE⊥AC.∴AF⊥DE. 

∵MA⊥平面ABC, ∴AF为MF在平面ABC内的射影,

∴MF⊥DE. ∴∠MFA为二面角M-DE-A的平面角,∠MFA=30°

在Rt△MAF中,AF=BC=,∠MFA=30°,∴AM=a, 

作AG⊥MF于G. ∵MF⊥DE,AF⊥FE,∴DE⊥平面AMF. ∴平面MDE⊥平面AMF.∴AG⊥平面MDE. 

在Rt△GAF中,∠GFA=30°,AF=. ∴AG=,即点A到平面MDE的距离为.      

∵CA∥DE,∴CA∥平面MDE, ∴点C到平面MDE的距离为. 

例2.已知正方形ABCD,边长为1,过D作PD⊥平面ABCD,且PD=1,E、F分别是AB、BC的中点. 

(1)求D点到平面PEF的距离; (2)求直线AC到平面PEF的距离. 

解  (1)∵EF⊥BD,EF⊥PD. ∴EF⊥平面PDB. 

∴平面PEF⊥平面PBD,交线为PG,∴D点到平面PEF的距离,就是D到PG的距离h. 

在△PDG中,h=,而PD=1,DG=, PG=, 

∴h=, 即D点到平面PEF的距离是. 

另解(等积法): 

∵VD-PEF=VP-DEF,即S△PEF·h=S△DEF·PD, ∴h=

∴D点到平面PEF的距离是. 

(2)连结AC交BD于O,则O到平面PEF的距离就为所求.因为平面PDG⊥平面PEF,所以O到PG

的距离就是O到平面PEF的距离. 

过O作OH⊥PG于H 在Rt△PDG中,∵OH⊥PG, 

∴△PDG∽△OHG,∴ ∵PD=1,OG=, 

∴PG=∴OH= 

∴直线AC到平面PEF的距离为.

例3.(07辽宁)如图,在直三棱柱中,,,分别为棱的中点,为棱上的点,二面角为.(1)证明:(此小题略去不写);(2)求的长,并求点到平面的距离. (请用多种方法,至少要用向量法)

(I)证明:连结,三棱柱是直三棱柱,

平面,

为在平面内的射影.中,,为中点,

, .,.

(II)解法一:过点作的平行线,交的延长线于,连结.

分别为的中点,.

又,..平面,

为在平面内的射影..

为二面角的平面角,.

在中,,,.

作,垂足为,,,平面,平面平面,

平面.

在中,,,,即到平面的距离为.

,平面,

到平面的距离与到平面的距离相等,为.

解法二:过点作的平行线,交的延长线于,连接.分别为的中点,

.又,.平面,

是在平面内的射影,.

为二面角的平面角,.

在中,,,.

设到平面的距离为,.

,,,

,,即到平面的距离为.

例4.如图,在直三棱柱ABC-中, AB = 1,;点D、E分别在上,且,四棱锥与直三棱柱的体积之比为3:5。

  (1)求异面直线DE与的距离;(2)若BC =,求二面角的平面角的正切值。

解法一:(Ⅰ)因,且,故面,

从而,又,故是异面直线与的公垂线.

设的长度为,则四棱椎的体积为

.

而直三棱柱的体积为.

由已知条件,故,解之得.

从而.

在直角三角形中,,

又因,故.

(Ⅱ)如答(19)图1,过作,垂足为,连接,因,,故面.

由三垂线定理知,故为所求二面角的平面角.

在直角中,,

又因,

故,所以.

解法二:

(Ⅰ)如答(19)图2,以点为坐标原点建立空间直角坐标系,则,,,,则,.设,则,

又设,则,

从而,即.

又,所以是异面直线与的公垂线.

下面求点的坐标.设,则.

因四棱锥的体积为

.

而直三棱柱的体积为.

由已知条件,故,解得,即.

从而,,.

接下来再求点的坐标.

由,有,即    (1)

又由得.   (2)

联立(1),(2),解得,,即,得.故.

(Ⅱ)由已知,则,从而,过作,

垂足为,连接,设,则,因为,故

……………………………………①

因且得,即

……………………………………②

联立①②解得,,即.

则,..

又,故,

因此为所求二面角的平面角.又,从而,

故,为直角三角形,所以.

 0  309040  309048  309054  309058  309064  309066  309070  309076  309078  309084  309090  309094  309096  309100  309106  309108  309114  309118  309120  309124  309126  309130  309132  309134  309135  309136  309138  309139  309140  309142  309144  309148  309150  309154  309156  309160  309166  309168  309174  309178  309180  309184  309190  309196  309198  309204  309208  309210  309216  309220  309226  309234  447090 

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