本题导读

本题考查正四棱柱中线线公垂线的证明与点到平面的距离。

📌【题干】

Question

(2003年天津卷(文)) 已知正四棱柱 ,,, 为 中点, 为 中点.

(1) 证明: 为 与 的公垂线;

(2) 求点 到面 的距离.

🔍【思路分析】

破题导航

  1. 建系,用向量证明 且 。
  2. 求平面 法向量 。
  3. 点 到面 距离 。

✅【答案】

Success

(1) 证明见解析

(2)

✍【详细解析】

Abstract

(1)以 为原点, 分别为 轴建立空间直角坐标系,则 ,故 .于是 ,,.因 ,,且 、,故 同时垂直 与 ,即 为它们的公垂线。 (2),,平面 的法向量 ,故平面 方程为 .点 到该平面距离 .

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:正四棱柱公垂线与距离
  2. 核心方法:建系 ,, 且 ;距离
  3. 避坑指南:向量证公垂线;点面距用 ,法向量

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源: 源于正四棱柱,教材”立体几何”
  2. 结论推广: 一般化:向量法证公垂线、求点面距;建系求向量,点面距用法向量

🔗【关联脉络】

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