问题 解答题

长方体ABCD-A1B1C1D1中,AB=4,AD=6,AA1=4,M是A1C1的中点,P在线段BC上,且CP=2,Q是DD1的中点,求:

(1)M到直线PQ的距离;

(2)M到平面AB1P的距离.

答案

如图,建立空间直角坐标系B-xyz,则A(4,0,0),M(2,3,4),P(0,4,0),Q(4,6,2).

(1)∵

QM
=(-2,-3,2),
QP
=(-4,-2,-2),

QM
QP
上的射影为
QM
QP
|
QP
|
=
(-2)×(-4)+(-3)×(-2)+2×(-2)
(-4)2+(-2)2+(-2)2
=
5
6
6

故M到PQ的距离为

QM
2
-(
5
6
6
)2
=
462
6

(2)设

n
=(x,y,z)是平面AB1P的法向量,则
n
AB1
n
AP

AB1
=(-4,0,4),
AP
=(-4,4,0),

-4x+4z=0
-4x+4y=0

因此可取

n
=(1,1,1),由于
MA
=(2,-3,-4),

那么点M到平面AB1P的距离为d=

|
MA
n
|
|
n
|
=
|2×1+(-3)×1+(-4)×1|
3
=
5
3
3

故M到平面AB1P的距离为

5
3
3

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