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异面直线距离
一. 直接法
直接法就是根据定义,直接找出公垂线段,再求其长,这是解题时首先要考虑的方法。
例1. 如图1所示,已知正四棱柱ABCD—A1B1C1D1,点E在棱D1D上,截面EAC//D1B,且平面EAC与底面ABCD所成的角为45°,AB=a,求异面直线与AC之间的距离。
解:连结DB,设DB交AC于点O由题设知是正四棱柱
则
所以是异面直线与AC的公垂线段
由题意分析知所成的角
则∠DOE=45°
又∵截面EAC//D1B,且平面D1BD与平面EAC的交线为EO
∴D1B//EO,∠DBD1=∠DOE=45°
∴D1D=DB=
∵AA1=D1D
∴异面直线A1B1与AC之间的距离为
二. 间接法
间接法就是当采用直接法不便于求解或证明时,可利用已知条件进行间接求解或证明的方法。
(1)线面距离法
线面距离法就是选择异面直线中的一条,过它作另一条直线的平行平面,则此直线与平行平面的距离即为异面直线间的距离。
例2. 在长方体ABCD—A1B1C1D1中,AB=2,AD=3,AA1=4,求异面直线AB与A1C间的距离。
解:如图2所示,连结A1D
由AB//DC,得AB//平面A1DC
故AB到平面A1DC的距离即为AB与A1C间的距离
又平面A1D平面A1DC及平面A1DAB
故可在平面A1D内过A作AEA1D于点E
则AE为AB到平面A1DC的距离即为异面直线AB与A1C间的距离。
由
可得
图2
(2)面面距离法
面面距离法就是把所求异面直线间的距离转化为分别过两条异面直线的两个平行平面间的距离。
例3. 如图3所示,正方体的棱长为1,求异面直线A1D与AC间的距离。
图3
解:连结分别在两个相互平行的平面和内,则A1D与AC间的距离就是两个相互平行的平面A1DC1和B1CA之间的距离。
连结BD,且交AC于点O,作OO1平面AC交平面A1C1于O1
连结DO1,作OEDO1于E
可知OE为两平行平面A1DC1和B1CA之间的距离
在Rt△DOO1中,。
∴异面直线A1D与AC间的距离为
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