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课下能力提升(二十五) 空间两点间的距离公式
一、选择题
1.点B是点A(1,2,3)在坐标平面上yOz内的射影,则|OB|等于( )
A. B.
C.2 D.
2.点P到原点O的距离是( )
A. B.1
C. D.
3.已知点A(x,1,2)和点B(2,3,4),且|AB|=2,则实数x的值是( )
A.-3或4 B.6或2
C.3或-4 D.6或-2
4.已知三点A(-1,0,1),B(2,4,3),C(5,8,5),则A、B、C三点( )
A.构成等腰三角形 B.构成直角三角形
C.构成等腰直角三角形 D.不能构成三角形
5.在空间直角坐标系中,与点A(3,1,2),B(4,-2,-2),C(0,5,1)等距离的点的个数为( )
A.1 B.2
C.3 D.无数
二、填空题
6.已知正方体不在同一表面上的两顶点A(-1,2,-1),B(3,-2,3),则正方体的体积是________.
7.点A(2,-1,2)到y轴的距离为________.
8.Rt△ABC中,∠BAC=90°,A(2,1,1),B(1,1,2),C(x,0,1),则x=________.
三、解答题
9.已知正三棱锥ABCD,高为1,底面正三角形边长为,建立适当坐标系写出A、B、C、D四点的坐标,并求侧棱AB的长度.
10.如图,以正方体的三条棱所在直线为坐标轴,建立空间直角坐标系Oxyz,点P在正方体的对角线AB上,点Q在正方体的棱CD上.
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(1)当点P为对角线AB的中点,点Q在棱CD上运动时,探究|PQ|的最小值;
(2)当点Q为棱CD的中点,点P在对角线AB上运动时,探究|PQ|的最小值.
答案
1.解析:选B B点坐标为(0,2,3),∴|OB|=.
2.解析:选B |OP|
=
= =1.
3.解析:选D 由空间两点间的距离公式得
=2,
解得x=6或x=-2.
4.解析:选D 由已知得
|AB|==,
|AC|===2,
|BC|==,
∴|AB|+|BC|=|AC|,故不能构成三角形.
5.解析:选D 由两点间距离公式可得|AB|=,|BC|=,|AC|=,易知A、B、C三点不共线,故可确定一个平面.在△ABC所在平面内可找到一点到A、B、C距离相等,而过该点与面ABC垂直的直线上的每一点到A、B、C距离均相等.
6.解析:设正方体棱长为a,则=|AB|=,所以a=4,V=43=64.
答案:64
7.解析:点A在y轴上的投影为(0,-1,0),
∴点A到y轴的距离为=2.
答案:2
8.解析:由距离公式|AB|==;
|AC|==;
|BC|==;
∵∠BAC=90°,∴|BC|2=|AB|2+|AC|2,
∴(1-x)2+2=2+(2-x)2+1,解得x=2.
答案:2
9.
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解:设O为A在底面BCD上的射影,则O为正三角形BCD的中心.
如图以OB所在直线为x轴,
以OA所在直线为z轴,
以过O与CD平行的直线为y轴,建立空间直角坐标系,
设CD中点为E,由BC=,O为△BCD中心可知,
|OB|=|BE|=·|BC|=1,|OE|=|OB|=,
∴B(1,0,0),E.
又|CE|=|ED|=,
∴C,D.
又∵A在z轴上,且|AO|=1,∴A(0,0,1).
由两点间的距离公式|AB|==,
∴各点坐标为A(0,0,1),B(1,0,0),C,D,侧棱AB长为.
10.解:设正方体的棱长为a.
(1)当点P为对角线AB的中点时,点P的坐标是(,,).因为点Q在线段CD上,设Q(0,a,z).
|PQ|=
= .
当z=时,|PQ|的最小值为a,即点Q在棱CD的中点时,|PQ|有最小值a.
(2)因为P在对角线AB上运动,Q是定点,所以当PQ⊥AB时,|PQ|最短.因为当点Q为棱CD的中点时,|AQ|=|BQ|,△QAB是等腰三角形,所以,当P是AB的中点时,|PQ|取得最小值 a.
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