专题地图 › 空间角与距离
2025 年重庆预赛
四面体三条棱中点间的距离
F2填空题空间角与距离
四面体 ABCD 满足
AB⊥BC,BC⊥CD,CD⊥AB,
且 AB=BC=CD=1。设 AB,BC,CD 的中点分别为 L,M,N,则点 M 到直线 LN 的距离为。
作答
分数写 a/b,根号写 √ 或 sqrt,π 写 pi 也可以。
解析
思路
三条两两垂直的棱可直接放在三条互相垂直的坐标方向上,再用点到直线距离或等腰三角形的高计算。
解答
取
B=(0,0,0),A=(1,0,0),C=(0,1,0),D=(0,1,1).
则
L=(21,0,0),M=(0,21,0),N=(0,1,21).
于是
LM=MN=22,LN=26.
在等腰三角形 LMN 中,从 M 向 LN 作高,所求距离为
LM2−(2LN)2=21−83=42.
复核
坐标满足原题三组垂直关系和三条棱长条件;高的垂足落在线段 LN 的中点,因而也是到直线的距离。
方法总结
空间中出现三条两两垂直且长度已知的棱时,建立直角坐标系可把空间距离转化为普通向量长度。
为什么评为 F2(会透露解法方向)
三条棱两两垂直直接提供坐标轴,求中点距离后利用等腰三角形的高即可。
用到的方法(会透露解法方向)
核心工具:展开模平方与数量积
专题卡:边长恢复数量积与对称坐标