本题导读
本题考查直线与平面垂直的判定。核心在于综合几何法、等体积转化法的灵活运用。
📌【题干】
Question
(2018年全国卷II文)如图,在三棱锥 中,, , 为 的中点.
(1) 证明: 平面 ;
(2) 若点 在棱 上,且 , 求点 到平面 的距离.
🔍【思路分析】
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- 在 与 中利用勾股定理逆定理或三角形全等证明 且 ,再由线面垂直判定定理证得 平面 .
- 利用等体积法()求解点 到平面 的距离。
✅【答案】
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(1) 证明见解析
(2)
✍【详细解析】
Abstract
(1) 证明:在 中,,
因为 为 的中点,所以 , 且 。
在 中,,
满足 ,
所以 是以 为直角顶点的直角三角形,且 。
因为 为斜边 的中点,所以 , 且 。
在 中,,
又因为 ,满足 ,
所以 .
因为 ,且 平面 ,
所以 平面 .
(2) 取 为原点,令 在 轴上,建立空间直角坐标系,则
,,,。
由 且 ,得 ,故
。
平面 过原点,且其在底面内的方向为 ,故其方程为 。
于是点 到平面 的距离为
。
所以点 到平面 的距离为 。
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:线面垂直判定、等体积法求点到平面距离。
- 核心方法:等体积转化法(把求点到平面距离转化为求易求的高)。
- 避坑指南:计算三棱锥体积时,选择底面积好求且高易得的平面作为底面。
📖【试题探源与推广】
Tip
- 试题探源: 高考立体几何解答题常考压轴题。
- 结论推广: 等体积法 是解决点到平面距离的高效方法。
🔗【关联脉络】
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