e,f,h,g,m,n分别为正方体ac1的棱aa1,ad,dc,a1b1,bb1的中点,求证:四

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如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.(1)求GH长的取值范围;(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;并求出此时EH与FG的交点P到直线B1B的距离.
本题难度:一般
题型:解答题&|&来源:网络
分析与解答
习题“如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.(1)求GH长的取值范围;(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;并求出此时...”的分析与解答如下所示:
(1)以D为原点,建立如图所示空间直角坐标系,设DG=a,DH=b可得E、F、G、H各点的坐标,得到EH、FG坐标,根据EHoFG=0,解出b=4-a,根据距离公式得到GH=√a2+b2=√2(a-2)2+8,结合二次函数的性质即可得到GH长的取值范围;(2)由(1)知当a=b=2时,GH取得最小值.由此算出EF∥GH,即EH与FG共面,得EP=(-83,&&&43,&&&-83),设P(x1,y1,z1),得到EP=(x1-4,y,z1-4),从而建立关于x1、y1、z1的方程组,解之得P在ABCD平面上的射影M的坐标,结合两点间的距离公式即可算出P到直线B1B的距离.
解:(1)以D为原点,DA、DC、DD1分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.设DG=a,DH=b,可得E(4,0,4),F(0,4,4),G(a,0,0),H(0,b,0).∴EH=(-4,b,-4),FG=(a,-4,-4).∵EH⊥FG,∴EHoFG=-4a-4b+16=0,则a+b=4,即b=4-a.又G1H在棱DA,DC上,则0≤a≤8,0≤b≤8,从而0≤a≤4.∴GH=√a2+b2=√a2+(4-a)2=√2(a-2)2+8.∴GH取值范围是[2√2,4].&&&&&&&&…(6分)(2)当GH=2√2时,a=2,b=2.∴GH=(-2,2,0),EF=(-4,4,0),即EF=2GH.∴EF∥GH,即EH与FG共面.所以EF=2GH,EF∥GH,则EP=23EH=(-83,&&&43,&&&-83).设P(x1,y1,z1),则EP=(x1-4,y,z1-4).∴x1=43,y1=43,z1=43,即P(43,43,43).则P(43,43,43)在底面上ABCD上的射影为M(43,43,0).又∵B(8,8,0),∴|MB|=√(8-43)2+(8-43)2+(0-0)2=203√2,即为点P到直线B1B的距离.…(12分)
本题在正方体中求点到直线的距离,着重考查了空间直角坐标系的建立、利用空间向量的方法求点线距离和正方体的性质等知识,考查了空间想象能力和计算能力,属于中档题.
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如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.(1)求GH长的取值范围;(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;...
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经过分析,习题“如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.(1)求GH长的取值范围;(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;并求出此时...”主要考察你对“点、线、面间的距离计算”
等考点的理解。
因为篇幅有限,只列出部分考点,详细请访问。
点、线、面间的距离计算
点、线、面间的距离.
与“如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.(1)求GH长的取值范围;(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;并求出此时...”相似的题目:
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“如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱...”的最新评论
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