Question

如圖，在四棱錐P-ABCD中，底面ABCD為矩形，側(cè)棱PA⊥底面ABCD，AB=

3

，BC=1，PA=2，E為PD的中點(diǎn)．
（Ⅰ）求點(diǎn)C到平面PBD的距離；
（Ⅱ）在側(cè)面PAB內(nèi)找一點(diǎn)N，使NE⊥面PAC，并求出N點(diǎn)到AB和AP的距離．

Answer 1

分析：（Ⅰ）以AB為x軸，AD為y軸，AP為z軸，建立空間直角坐標(biāo)系，求出向量

PD

，

PB

，設(shè)平面PBD的一個(gè)法向量為

n

=(x，y，z)，根據(jù)

n • PD =0 n • PB =0

可求出

n

，最后根據(jù)點(diǎn)C到平面PBD的距離d=

| PC • n |

| n |

可求出所求；
（Ⅱ）由于N點(diǎn)在側(cè)面PAB內(nèi)，故可設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為（x，O，z），根據(jù)NE⊥面PAC可得，

NE • AP =0 NE • AC =0

求出N點(diǎn)的坐標(biāo)，從而N點(diǎn)到AB、AP的距離．

解答：解：（Ⅰ）建立如圖所示的空間直角坐標(biāo)系，則A、B、C、D、P、E的坐標(biāo)為A（0，0，0）、B（

3

，0，0）、C（

3

，1，0）、D（0，1，0）、P（0，0，2）、E（0，

1

2

，1），從而

PD

=(0，1，-2)，

PB

=(

3

，0，-2)．…（2分）
設(shè)平面PBD的一個(gè)法向量為

n

=(x，y，z)，則

n • PD =0 n • PB =0

即

y-2z=0 3 x-2z=0

令z=1，得

n

=（

2

3

，2，1）
所以點(diǎn)C到平面PBD的距離d=

| PC • n |

| n |

=

2 57

19

…（6分）
（Ⅱ）由于N點(diǎn)在側(cè)面PAB內(nèi)，故可設(shè)N點(diǎn)坐標(biāo)為（x，O，z），則

NE

=(-x，

1

2

，1-z)，
由NE⊥面PAC可得，

NE • AP =0 NE • AC =0

即

z-1=0 - 3 x+ 1 2 =0

∴x=

3

6

，z=1 …10 分
即N點(diǎn)的坐標(biāo)為(

3

6

，0，1)，從而N點(diǎn)到AB、AP的距離分別為1，

3

6

 …（12分）

點(diǎn)評：本題主要考查了點(diǎn)到面的距離，以及利用空間向量的方法解立體幾何問題，同時(shí)考查了計(jì)算能力和轉(zhuǎn)化思想，屬于中檔題．