“点面距离”的常用解法(文科)
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“点面距离”常见求法(文科)
------南安新营中学李志参
背景: 在学生全面复习点、线、面的关系下讲,也是其它距离的基础,求点到平面的距离是立体几何教学中一个非常重要的基本问题,也是近几年文科高考的热点、难点。
教学目标:掌握点面距离常见求法
教学重、难点:点面距离的定义,求点面距离几种常见方法的综合运用
教学过程:
一:复习求点面距离常见求法
1:直接法(本质特征是证线面垂直,步骤是:找------证------求)
2:间接法(1)线面法 (2)等体积法(3)比例法 (4)面面法
二:典例分析
已知四边形ABCD 是边长为4的正方形,四边形ABCD 的对角线相交于点O ,AC 与EF 交于H ,E 、F 分别是AB 、AD 的中点,GC ⊥平面ABCD ,GC=2,求
(1)点E 到平面CHG 的距离(2)点O 到平面EFG 的距离.
(3)点B 到平面EFG 的距离.(4)点A 到平面EFG 的距离.
解: (1) 直接法:证EH ⊥平面CHG 即可,∴EH 为 点E 到平面CHG 的距离,易求EH=2
(2) 直接法:∵ EG=FG , ∴ GH ⊥EF.
又ABCD 是正方形,故BD ⊥AC ,从而EF ⊥AC.
所以EF ⊥平面GHO.
在平面GHO 内,过点O 作OK ⊥GH 于点K ,则由EF ⊥平面GHO 得EF ⊥OK ,从而OK ⊥平面EFG , ∴OK 为点O 至平面E FG 的距离
在△GHO 中,OH ×GC=GH ×OK ,
得即点O 到平面EFG 的距离为
(3)
解法1:(线面法) ∵ EF ∥BD , ∴ BD ∥平面EFG ,
∴ 点B 到平面EFG 的距离等于点O 到平面EFG 的距离,由上知为
解法2:(等体积法) 设四边形ABCD 的对角线相交于点O ,AC 与EF 交于H ,则H 是EF 的中点.
C G A
B D E F H O
又因为EG=FG ,所以GH ⊥EF ,
记点B 到平面EFG 的距离为h
故点B 到平面EFG 的距离为:
(4)(比例法)∵AH=HO ,∴点A 到平面EFG 的距离等于点O 到平面EFG 的距离 三:课堂小结: 求点面距离的方法大致有如下几种:
1.直接法:步骤是“一作,二证,三计算”,即先作出表示距离的线段;再证明它就是所要求的距离;
然后再计算,特别要注意第二步的证明。
2.间接法:包括等体积法和转化法,转化法即点面距离转化为线面距离(面面距离);点面距离之间
转化,直到求出为止。 四:课堂练习与作业:(至少用二种方法求解) 如图已知在正方体AC′中,棱长为a,求点A′到平面AB′D′的距离
分析:(法1)在正方体ABCD--A ′B ′C ′D ′中, ∵A ′B ′= A ′D ′= A ′A,∴点A ′在
平面AB ′D ′的射影是等边△AB ′D ′的外心,连接A ′C ′、B ′D ′交点E ,连接
AE ,则A ′在平面AB ′D ′的射影H 在中线AE 上,由于等边三角形
的“五心”合一,即H 是重心,在AE 的三等分点且靠近E 点,
在等边三角形AB ′D ′中,AE=a 223⋅,AH=a3AE=326在直角三角形A ′HA中,A ′H=a AH 33A A'22=- 即A ′到平面AB ′D ′的距离为a 3
3 (法2)由A ′C 在平面A ′B ′C ′D ′的射影为A ′C ′,而A ′C ′⊥D ′B ′,由三垂线定理(及逆定理)可知A ′C ⊥D ′B ′,同理可证A ′C ⊥AB ′、A ′C ⊥AD ′ 。于是A ′C ⊥面AD ′B ′ 即面A ′ACC ′⊥面AB ′D ′ 连接A ′C 与AE 交H 点,由面面垂直的性质定理可知A ′H 的长即为所求。求解略。
(法3):等体积法 利用''''''''D B A A D AB A V
V --=即可
五:教学反思 D′ A B C D
A′ B′ C′ E H