解答题如图,正四棱柱ABCD-A′B′C′D′中,底面边长为2,侧棱长为3,E为BC的

发布时间:2020-07-09 01:05:25

解答题如图,正四棱柱ABCD-A′B′C′D′中,底面边长为2,侧棱长为3,E为BC的中点,FG分别为CC′、DD′上的点,且CF=2GD=2.求:
(Ⅰ)C′到面EFG的距离;
(Ⅱ)DA与面EFG所成的角的正弦值;
(III)在直线BB'上是否存在点P,使得DP∥面EFG?,若存在,找出点P的位置,若不存在,试说明理由.

网友回答

解:如图,以D为原点建立空间直角坐标系
则E(1,2,0),F(0,2,2),G(0,0,1)
∴=(-1,0,2),=(0,-2,-1),
设=(x,y,z)为面EFG的法向量,则=0,=0,
?x=2z,z=-2y,取y=1,
得=(-4,1,-2)…(4分)
(Ⅰ)∵=(0,0,-1),
∴C’到面EFG的距离为…(6分)
(Ⅱ)=(2,0,0),设DA与面EFG所成的角为θ,
则=.???…(10分)
( III)存在点P,在B点下方且BP=3,此时P(2,2,-3)
=(2,2,-3),∴=0,∴DP∥面EFG.…(14分)解析分析:(I)以D为原点建立空间直角坐标系,并求出面EFG的一个法向量,及面EFG上任一点与C′连线的方向向量,代入公式中,即得到C′到面EFG的距离;(Ⅱ)求出DA的方向向量,结合(I)中所求的面EFG的法向量的坐标,代入向量夹角公式,即可得到DA与面EFG所成的角的正弦值;(III)设出P点坐标,求出DP的方向向量,根据DP∥面EFG,则=0,可以构造关于P点坐标的方程组,解方程组,即可得P点坐标.点评:本题考查的知识点是用空间向量求直线与平面的夹角,直线与平面平行的判定,点到平面的距离计算,其中由于三个小题的结论均与面EFG有关,故求出平面EFG的法向量是解答本题的关键.
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