2021_2022学年新教材高中数学第一章空间向量与立体几何1.2.5空间中的距离训练含解析新人教B版选择性必修第一册
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在高中数学的学习中,空间向量与立体几何是重要的章节之一,它涉及到三维空间中的几何形状、距离计算等问题。在2021-2022学年的新教材中,第一章“空间向量与立体几何”1.2节“空间向量在立体几何中的应用”1.2.5小节重点讲解了“空间中的距离”。这部分内容要求学生掌握如何利用空间向量解决实际的几何问题,如点到平面的距离、线段间的距离以及点到直线的距离。 在训练题目中,我们可以通过几个例子来深入理解这一知识点: 1. 在长方体ABCD-A1B1C1D1中,E和F分别是两个不同平面的中心,通过建立空间直角坐标系,可以计算出E和F之间的距离。这里利用了向量的坐标表示和距离公式,计算得到E、F两点间的距离为C项,即√6/2。 2. 平面α的法向量n和点P的坐标已知,点P到平面α的距离可以通过向量的点乘和法向量的模长来计算,即d=|⃗PA·n|/|n|。题目中点P(-2,1,4),法向量n=(-2,-2,1),计算得出点P到平面α的距离为D项,10/3。 3. 在正方体ABCD-A1B1C1D1中,找到点A到直线BE的距离,需要先确定各点坐标,然后利用夹角的余弦值来计算。建立坐标系,通过向量的坐标运算求得cosθ,再利用点到直线的距离公式,得出答案B项,4√5/5。 4. 长方体ABCD-A1B1C1D1中,直线B1C1到平面A1BCD1的距离可以通过两种方法求解:一是建立坐标系,找平面法向量,用点到平面距离公式计算;二是利用平行线性质。此处答案为C项,60/13。 5. 等边三角形ABC的顶点在球面上,求圆心O到平面ABC的距离。这里可以先计算等边三角形的边长,再求出球的半径,最后利用勾股定理找出距离,答案为C项,1。 6. 直角坐标系中的两点A和B,在折成120°的二面角后,AB的长度可以通过向量分解来计算,考虑到折线后垂直于x轴的分量不变,水平分量会受到二面角的影响。最终答案为2√11。 7. 长方体中,点D1到直线GF的距离可以通过建立坐标系,找到相关点的坐标,然后利用点到直线距离公式求解。此题答案为√42/3。 这些题目展示了如何运用空间向量来解决空间几何中的距离问题,包括点与点、点与平面、点与直线之间的距离计算。掌握这些方法对于理解和解决立体几何问题至关重要。在学习过程中,不仅需要理解理论知识,还需要通过大量的练习来熟练应用这些知识,提高空间想象能力和问题解决能力。
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