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1、備戰(zhàn)2020數(shù)學應考能力大提升
典型例題
例1 如圖所示,直三棱柱ABC-A1B1C1中,|C1C|=|CB|=|CA|=2,AC⊥CB,D、E分別是棱AB、B1C1的中點,F(xiàn)是AC的中點,求DE、EF的長度.
解:以點C為坐標原點,CA、CB、CC1所在直線為x軸、y軸、z軸,建立如圖所示的空間直角坐標系.
∵|C1C|=|CB|=|CA|=2,
∴C(0,0,0),A(2,0,0),B(0,2,0),C1(0,0,2),B1(0,2,2),
由中點坐標公式可得,
D(1,1,0),E(0,1,2),F(xiàn)(1,0,0),
∴|DE|==,
|EF|==.
例2
2、 已知A(1,2,-1),B(2,0,2).
(1)在x軸上求一點P,使|PA|=|PB|;
(2)在xOz平面內的點M到A點與到B點等距離,求M點的軌跡.
解:(1)設P(a,0,0),則由已知,得=,
即a2-2a+6=a2-4a+8.解得a=1.所以P點坐標為(1,0,0).
(2)設M(x,0,z),則有=.
整理得2x+6z-2=0,即x+3z-1=0.
故M點的軌跡是xOz平面內的一條直線.
創(chuàng)新題型
1.在正四棱錐S-ABCD中,底面邊長為a,側棱長也為a,以底面中心O為坐標原點,建立如圖所示的空間直角坐標系,P點在側棱SC上,Q點在底面ABCD的
3、對角線BD上,試求P、Q兩點間的最小距離.
當點P(x,y,z)分別在面對角線A1C1、B1D1上運動時,動點P的豎坐標z不變,橫坐標x、縱坐標y分別在[0,1]內取。
參考答案
解:由于S-ABCD是正四棱錐,所以P點在底面上的射影R在OC上,又底面邊長為a,所以OC=a,
而側棱長也為a,所以SO=OC,于是PR=RC,故可設P點的坐標為(-x,x,a-x)(x>0),又Q點在底面ABCD的對角線BD上,所以可設Q點的坐標為(y,y,0),因此P、Q兩點間的距離PQ=
= ,顯然當x=,y=0時d取得最小值,d的最小值等于,這時,點P恰好為SC的中點,點Q恰好為底面的中心.