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如何求异面直线的距离

(2009-04-09 21:53:36)
标签:

公垂线

异面直线

解法

bc

教育

分类: 数学教育 教育技术
                  如何求异面直线的距离

  求异面直线距离方法

  (1)(直接法)当公垂线段直接能作出时,直接求。此时,作出并证明异面直线的公垂线段,是求异面直线距离的关键。

  (2)(转化法)把线线距离转化为线面距离,如求异面直线a,b距离,先作出过a且平行于b的平面a, 则b与a距离就是a,b距离。(线面转化法)

  也可以转化为过a平行b的平面和过b且平行于a的平面,两平行平面的距离就是两条异面直线距离。

  (3)(体积桥法)利用线面距再转化为锥体的高用体积公式来求。

  (4)(构造函数法)常常利用距离最短原理构造二次函数,利用求二次函数最值来解。

  两条异面直线间距离问题,教学大纲中要求不高(要求会计算已给出公垂线时的距离),这方面的问题的其它解法,要适度接触,以开阔思路。

  典型题目分析

  http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414111836366.gif


  解法1http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112053565.gif(直接法)取BC的中点P,连结PD,PB1分别交AC,BC1于M,N点,
  易证:DB1//MN,DB1⊥AC, DB1⊥BC1
  ∴ MN为异面直线AC与BC1的公垂线段,易证:MN=http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414111958399.gif。(如图1所示)

  小结:此法也称定义法,这种解法是作出异面直线的公垂线段来解。

  解法2:(转化法)
  ∵ AC//平面A1C1B,∴ AC与BC1的距离等于AC与平面A1C1B的距离,
  在RtΔOBO1中,作斜边上的高OE,则OE长为所求距离,如图2,
  http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112151415.gif

  小结:这种解法是将线线距离转化为线面距离。

 http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112226721.gif

  解法3:(转化法)
  ∵ 平面ACD1//平面A1C1B,∴ AC与BC1的距离等于平面ACD1与平面A1C1B的距离,(如图3所示),
  ∵ DB1⊥平面ACD1,且被平面ACD1和平面A1C1B三等分;∴ 所求距离为http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112322642.gif

  小结:http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112404114.gif这种解法是将线线距离转化为面面距离。

  解法4:(构造函数法)
  任取点Q∈BC1,作QR⊥BC于R点,作RK⊥AC于K点,如图4所示,
  http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112457520.gif

  小结:这种解法是恰当的选择未知量,构造一个目标函数,通过求这个函数的最小值来得到二异面直线之间的距离。

  解法5:(体积桥法)http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112529274.gif
  当求AC与BC1的距离转化为求AC与平面A1C1B的距离后,设C点到平面A1C1B的距离为h,则http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112814973.gif(如图5)
  http://www.swxl.com.cn/zyzx1/UploadFiles_8238/200704/20070414112616983.gif

  小结:本解法是将线线距离转化为线面距离,再将线面距离转化为锥体的高,然后体积公式求之。

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