两条不同直线共同垂直截面的求法_异面直线论文

求两条异面直线公垂线段的方法,本文主要内容关键词为:公垂线论文,两条论文,直线论文,方法论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。

求两条异面直线公垂线段是高中立体几何的一个重要内容,既是教学的重点也是难点。对于解(证)这方面问题,学生往往感到困难,无从下手。他们并不是不会求公垂线段的长,而是没有掌握寻求公垂线段的方法。

我们把求两条异面直线公垂线段(线线距离)的方法归纳总结为以下五种形式,仅供同学们在学习中参考。

一.线线距离转化为点点距离

例1 已知:如图1,在正方体ABCD—A[,1]B[,1]C[,1]D[,1]中,棱长AB=a,求正方体对角线BD[,1]与侧面对角线B[,1]C的距离。

分析:解这道题,首先要找到线(BD[,1])与线(B[,1]C)的距离是哪条线段的长,如果解决了这个问题,问题就解决了一半。

根据两条异面直线公垂线段定义,要求BD[,1]与B[,1]C的距离,只须在BD[,1]和B[,1]C上分别寻求一点使之连结线段的长是线(BD[,1])和线(B[,1]C)的距离。由已知知侧面B[,1]BCC[,1] 为正方形, 连结BC[,1]交B[,1]C于P,故BC[,1]⊥B[,1]C,又因为B[,1]C⊥C[,1]D[,1],所以B[,1]C⊥平面BC[,1]D[,1],过P作PQ⊥BD[,1]于Q,则线段PQ的长即为所求。

习题1 已知:如图2,正四面体ABCD的棱长为a,求棱AB和CD 的公垂线段的长。

二.线线距离转化为线面距离

例2 已知:如图3,在长方体ABCD—A[,1]B[,1]C[,1]D[,1]中, E是C[,1]D[,1]中点,AB=2,B[,1]B=BC=1,求异面直线BE和CD的距离。

分析:要求异面直线BE和CD的距离,过BE作一平面使之平行于直线CD,则CD到这个平面的距离即为直线BE与CD的距离。

由已知CD∥C[,1]D[,1]得CD∥平面BC[,1]E,连结BC[,1]和B[,1] C且交于P,因为B[,1]B=BC=1,所以CP⊥BC[,1],又因为CP⊥C[,1]E,所以CP⊥平面BC[,1]E,故线段CP的长为所求的直线BE与CD的距离。

习题2 如图4,四面体PABC,底面△ABC是顶角为θ,底边AC=a的等腰三角形,∠PCA=90°,PC=b,又侧面PAC与底面ABC的夹角为ψ(0°<ψ<90°),E是PA中点。求证:无论θ,ψ取何值,异面直线BE与PC的距离为定值。

三.线线距离转化面面距离

例3 已知:如图5,在正方体ABCD—A[,1]B[,1]C[,1]D[,1]中,棱长AB=a,求异面直线A[,1]B

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