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湖南省长沙市长郡中学2025年高三一轮复习立体几何作业
1,已知直线l的方向向量,点A(1,2,―1)在l上,
则点P(2,―1,2)到l的距离为( )
A. B.4 C. D.
2.已知两点和到直线距离相等,则值为( )
A.或 B.或 C.或 D.或
3.已知点,点为直线上动点,则、两点间距离的最小值为( )
A.1 B. C. D.2
4.已知两平行直线与之间的距离为,则( )
A. B.23 C.13或23 D.或
5.(距离最值问题)已知定点M(1,5)和直线l:(1+m)x-y-2m+1=0(m∈R),则点 M 到直线l 的距离d 的最大值为()
A.2 B.2 C. D.
6,(法向量)如图,在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AD=AA1=1,AB=2,点E为AB的中点,求平面CD1E的一个法向量。
7,长方体ABCD—中,AB=4,AD=6,,M是A1C1的中点,P在线段BC上,且|CP|=2,Q是DD1的中点,求:(1)M到直线PQ的距离;(2)M到平面AB1P的距离。
8. 如图,在几何体中,底面为平行四边形,平面,平面平面.
(1)证明:;
(2)若,且,求平面与平面夹角的余弦值.
9,(动点问题)如图所示,在四棱锥P-ABCD中,侧面△PAD是正三角形,且与底面ABCD垂直,BC∥平面PAD,BC=AD=1,E是棱PD上的动点.
(1)当E是棱PD的中点时,求证:CE∥平面PAB;
(2)若AB=1,AB⊥AD,求点B到平面ACE距离的范围.
答案
1,C 【解析】连接AP,做P垂直直线l交于B,则,
所以.
2.【答案】B
【详解】根据点到直线的距离公式列出等式,由此能求出.
【解答】两点和到直线距离相等,
,解得,或.
故选:B.
3.【答案】B
【分析】根据点到直线的距离公式计算即可.
【详解】由题意可知,当直线与直线垂直时,、两点间距离最小,
点到直线的距离,
故、两点间距离的最小值为.
故选:B.
4.【答案】C
【分析】根据给定条件,利用平行线间距离公式列式计算即得.
【详解】由直线与平行,得,则,
直线,于是,解得或,
所以或.
故选:C
,5,D
【解析】
【分析】求得直线所过的定点,再利用两点间的距离公式进行计算.
【详解】直线,,即,
由解得,所以直线过定点,
所以的最大值为.故选:
6,【答案】如图,建立空间直角坐标系D-xyz,
则A(1,0,0),B(1,2,0),C(0,2,0),D1(0,0,1),
所以E(1,1,0)
所以,。
设平面CD1E的法向量=(x,y,z),则:
,
所以,所以
令y=1,则x=1,z=2。
所以平面CD1E的一个法向量为(1,1,2)
7,长方体ABCD—中,AB=4,AD=6,,M是A1C1的中点,P在线段BC上,且|CP|=2,Q是DD1的中点,求:(1)M到直线PQ的距离;(2)M到平面AB1P的距离。
【解析】如图,建立空间直角坐标系B—xyz,
则A(4,0,0),M(2,3,4),P(0,4,0),Q(4,6,2),
(1)∵,
∴上的射影的模
故M到PQ的距离为
(2)设是平面的某一法向量,则,
∵∴
因此可取,由于,那么点M到平面的距离为:
,故M到平面的距离为。
8,【解析】
【分析】(1)设,连接,过向作垂线,垂足为,先证平面,然后证明平面,结合线面垂直的性质可证;
(2)以为原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,分别求出平面与平面的法向量,根据向量夹角公式可得.
【小问1详解】
设,连接,过向作垂线,垂足为,
因为平面平面,平面平面平面,所以平面,
因为平面,所以,
因为平面平面,所以,
因为平面,所以平面,
因为平面,所以.
【小问2详解】
因为,结合(1)可知底面为正方形,
以为原点,所在直线分别为轴,建立空间直角坐标系,
则,
,
设平面的一个法向量为,
则,令得,
设平面的一个法向量为,
则,令得,.
设平面与平面的夹角为,则,
即平面与平面的夹角的余弦值为.
9,用一个参数表达动点坐标
[解] (1)证明:∵BC∥平面PAD,
BC⊂平面ABCD,且平面PAD∩平面ABCD=AD,∴BC∥AD.
取PA的中点F,连接BF,EF,∵E是棱PD的中点,
∴EF是△PAD的中位线,∴EF∥AD∥BC,EF=AD,
∵BC=AD,∴EF=BC,即四边形BCEF是平行四边形,
∴CE∥BF,∵CE⊄平面PAB,BF⊂平面PAB,∴CE∥平面PAB.
(2)取AD的中点O,连接PO,
∵△PAD是正三角形,∴PO⊥AD,
∵平面PAD⊥平面ABCD,∴PO⊥平面ABCD.
建立空间直角坐标系如图,
则A(0,-1,0),B(1,-1,0),C(1,0,0),P(0,0,),D(0,1,0),则=(1,0,0),=(1,1,0),=(0,2,0),=(0,-1,),==(0,2,0)+λ=(0,2-λ,λ),λ∈[0,1],
设平面ACE的法向量n=(x,y,z),
则
即令z=2-λ,则y=-λ,x=λ,
则n=(λ,-λ,2-λ)为平面ACE的一个法向量,
设点B到平面ACE的距离为d,d==,
当λ=0时,d=0,,当λ≠0时,d==,
∵0≤λ≤1,∴当λ=1时,d取得最大值,即
d===,综上,0≤d≤,
即点B到平面ACE距离的取值范围是.
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