高中數(shù)學(xué)蘇教版第二章平面解析幾何初步單元測(cè)試（區(qū)一等獎(jiǎng)）

2．空間兩點(diǎn)間的距離如下圖所示，一只小螞蟻站在水泥構(gòu)件點(diǎn)O處，在A，B，C，D，E處放有食物，建立適當(dāng)?shù)目臻g直角坐標(biāo)系，可以告訴小螞蟻食物的準(zhǔn)確位置．你能告訴它怎樣才能在最短的時(shí)間內(nèi)取到食物嗎？1．若在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中點(diǎn)P的坐標(biāo)是(x，y，z)，則P到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離OP＝eq\r(x2＋y2＋z2)．2．在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中，設(shè)點(diǎn)P1(x1，y1，z1)、P2(x2，y2，z2)是空間中任意兩點(diǎn)，則P1與P2之間的距離P1P2＝eq\r(（x1－x2）2＋（y1－y2）2＋（z1－z2）2)．3．在空間直角坐標(biāo)系Oxyz中，點(diǎn)P(x0，y0，z0)到平面xOy的距離為|z0|，到x軸的距離為eq\r(y20＋z20)．空間兩點(diǎn)間的距離公式(1)已知空間中兩點(diǎn)A、B的坐標(biāo)為A(x1，y1，z1)，B(x2，y2，z2)，則這兩點(diǎn)間的距離為AB＝eq\r(（x1－x2）2＋（y1－y2）2＋（z1－z2）2).特別地點(diǎn)A(x，y，z)到原點(diǎn)的距離為：OA＝eq\r(x2＋y2＋z2).記憶上述公式時(shí)可以類(lèi)比平面解析幾何中兩點(diǎn)間的距離公式．(2)空間兩點(diǎn)間的距離公式的推導(dǎo)思路．思路一：當(dāng)兩點(diǎn)連線(xiàn)與坐標(biāo)平面不平行時(shí)，過(guò)兩點(diǎn)分別作三個(gè)坐標(biāo)平面的平行平面，轉(zhuǎn)化為求長(zhǎng)方體的對(duì)角線(xiàn)長(zhǎng)，從而只要寫(xiě)出交于一個(gè)頂點(diǎn)的三條棱長(zhǎng)即可，而棱長(zhǎng)可在平面內(nèi)用平面上兩點(diǎn)間的距離公式求得．思路二：作線(xiàn)段在三個(gè)坐標(biāo)平面上的正投影，把空間問(wèn)題轉(zhuǎn)化為平面問(wèn)題加以解決．(3)坐標(biāo)法求解立體幾何問(wèn)題時(shí)的三個(gè)步驟：a.在立體幾何圖形中建立空間直角坐標(biāo)系；b.依題意確定各相應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)；c.通過(guò)坐標(biāo)運(yùn)算得到答案．eq\x(基)eq\x(礎(chǔ))eq\x(鞏)eq\x(固)知識(shí)點(diǎn)一空間中兩點(diǎn)間的距離公式1．點(diǎn)Peq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(\r(2),2)，\f(\r(3),3)，\f(\r(6),6)))到原點(diǎn)的距離是________．解析：由兩點(diǎn)間距離公式可得．答案：12．在x軸上與點(diǎn)A(－4，1，7)和點(diǎn)B(3，5，－2)等距離的點(diǎn)的坐標(biāo)為_(kāi)_______．解析：設(shè)x軸上的點(diǎn)的坐標(biāo)為(x，0，0)，則由距離公式得：(x＋4)2＋|－1|2＋(－7)2＝(x－3)2＋(－5)2＋22.解得x＝－2.答案：(－2，0，0)3．已知點(diǎn)P在z軸上，且滿(mǎn)足PO＝1(O是坐標(biāo)原點(diǎn))，則點(diǎn)P到A(1，1，1)的距離是________．解析：設(shè)P(0，0，c)，∵PO＝1，∴c＝±1.當(dāng)c＝1時(shí)，PA＝eq\r(2)；當(dāng)c＝－1時(shí)，PA＝eq\r(6).答案：eq\r(2)或eq\r(6)知識(shí)點(diǎn)二空間中兩點(diǎn)間距離公式的簡(jiǎn)單應(yīng)用4．點(diǎn)B是點(diǎn)A(1，2，3)在坐標(biāo)平面yOz內(nèi)的射影，則OB等于________．解析：∵A(1，2，3)在平面yOz內(nèi)的射影為B(0，2，3)，∴OB＝eq\r(13).答案：eq\r(13)5．設(shè)A(3，3，1)、B(1，0，5)、C(0，1，0)，AB的中點(diǎn)M，則CM＝________．解析：由中點(diǎn)公式得Meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(2，\f(3,2)，3))，∴CM＝eq\r(（2－0）2＋\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(3,2)－1))\s\up12(2)＋（3－0）2)＝eq\f(\r(53),2).答案：eq\f(\r(53),2)6．已知空間三點(diǎn)A(0，0，3)、B(4，0，0)、C(4，5，0)，求△ABC的周長(zhǎng)．解析：∵AB＝eq\r(（0－4）2＋02＋（3－0）2)＝5，BC＝eq\r(（4－4）2＋（0－5）2＋02)＝5，AC＝eq\r(（0－4）2＋（0－5）2＋（3－0）2)＝5eq\r(2)，∴△ABC的周長(zhǎng)為10＋5eq\r(2).eq\x(能)eq\x(力)eq\x(升)eq\x(級(jí))綜合點(diǎn)一空間中有關(guān)距離的計(jì)算問(wèn)題7．在空間直角坐標(biāo)系中，點(diǎn)A(－3，4，0)與點(diǎn)B(x，－1，6)的距離為eq\r(86)，則x等于________．解析：由eq\r(（x＋3）2＋（－1－4）2＋（6－0）2)＝eq\r(86)，∴x＝2或－8.答案：2或－88．已知點(diǎn)A(－3，1，4)關(guān)于原點(diǎn)的對(duì)稱(chēng)點(diǎn)為B，則線(xiàn)段AB的長(zhǎng)為_(kāi)_______．解析：AB＝2OA＝2eq\r(（－3）2＋12＋42)＝2eq\r(26).答案：2eq\r(26)綜合點(diǎn)二兩點(diǎn)間距離公式的綜合應(yīng)用9．在空間直角坐標(biāo)系中，一定點(diǎn)到三個(gè)坐標(biāo)軸的距離都是1，則該點(diǎn)到原點(diǎn)的距離是________．解析：設(shè)點(diǎn)P(a，b，c)，則它在三個(gè)坐標(biāo)軸上的射影為P1(a，0，0)、P2(0，b，0)、P3(0，0，c)，由已知得：b2＋c2＝1，c2＋a2＝1，a2＋b2＝1.∴2(a2＋b2＋c2)＝3.故PO＝eq\r(a2＋b2＋c2)＝eq\r(\f(3,2))＝eq\f(\r(6),2).答案：eq\f(\r(6),2)10．已知A(1－t，1－t，t)、B(2，t，t)，則AB的最小值為_(kāi)_______．解析：∵AB＝eq\r(（2－1＋t）2＋（t－1＋t）2＋（t－t）2)＝eq\r(（t＋1）2＋（2t－1）2)＝eq\r(5t2－2t＋2)＝eq\r(5\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(t－\f(1,5)))\s\up12(2)＋\f(9,5))，∴當(dāng)t＝eq\f(1,5)時(shí)，ABmin＝eq\f(3\r(5),5).答案：eq\f(3\r(5),5)11．在空間直角坐標(biāo)系中，已知A(0，0，3)、B(2，0，0)、C(0，2，0)，則△ABC的面積是多少？解析：AB＝eq\r(（0－2）2＋（0－0）2＋（3－0）2)＝eq\r(13)，BC＝eq\r(（2－0）2＋（0－2）2＋（0－0）2)＝2eq\r(2)，AC＝eq\r(（0－0）2＋（0－2）2＋（3－0）2)＝eq\r(13)，∵AB＝AC，∴△ABC是等腰三角形．則BC邊上的高h(yuǎn)＝eq\r(（\r(13)）2－（\r(2)）2)＝eq\r(11)，∴S△ABC＝eq\f(1,2)BC·h＝eq\f(1,2)×2eq\r(2)×eq\r(11)＝eq\r(22).綜合點(diǎn)三應(yīng)用距離解決角度問(wèn)題12．如圖，已知三棱錐PABC在某個(gè)空間直角坐標(biāo)系中，B(eq\r(3)m，m，0)、C(0，2m，0)、P(0，0，2n)．(1)畫(huà)出這個(gè)空間直角坐標(biāo)系，并指出AB與Ox軸的正方向的夾角；(2)若M為BC的中點(diǎn)，n＝eq\f(\r(3),2)m，求直線(xiàn)AM與其在平面PBC內(nèi)的投影所成的角．解析：(1)如圖，以A為坐標(biāo)原點(diǎn)O，以AC為Oy軸，以AP為Oz軸，建立空間直角坐標(biāo)系，此時(shí)AB與Ox軸的正