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如图、正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1、点p在面对角线A1B上、点Q在面对角线B1C上、

来源:学生作业帮 编辑:百度作业网作业帮 分类:数学作业 时间:2024/06/14 11:08:08
如图、正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1、点p在面对角线A1B上、点Q在面对角线B1C上、
(1)当点p是对角线A1B的中点、点Q在对角线B1C上运动、探究PQ最小值
(2)当点Q是对角线B1C的中点、点P在对角线A1B上运动、探究PQ最小值
(3)当点p是对角线A1B上运动、点Q在对角线B1C上运动、探究PQ最小值
如图、正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1、点p在面对角线A1B上、点Q在面对角线B1C上、
(1)
PQ最小值为P点到直线B1C的距离
过P做PE∥A1B1  
连接E与B1C1的中点交B1C于Q点
∵PE∥A1B1   ∴PE⊥B1C
又易得B1C⊥EQ  (正方形B1C1CB中B1C为对角线EQ为另一对角线的中线)
∴B1C⊥面PEQ
∴B1C⊥PQ  PQ即为所求
PQ=√(PE²+EQ²)=√((1/2)²+(√((1/2)²+(1/2)²)) /2)²=√6 /4
(2)与(1)相同
(3)
PQ最小值为两条直线A1B和B1C间最小距离
做面A1BD和面CB1D1
易证面A1BD∥面CB1D1(对角线平行)
∴两条直线A1B和B1C间最小距离即为两平面的距离
易证AC1⊥面A1BD     AC1⊥面CB1D1A   AC1与两平面分别交于P1、Q1
(例如BD⊥AC1  BD⊥CC1 可知 BD⊥AC1 同理   A1B⊥AC1   ∴AC1⊥面A1BD)
又△A1C1P1中  FQ1为中线  ∴P1Q1=C1Q1   (F为B1D1与A1C1交点)
同理P1Q1=AP1
所以P1Q1=AC1/3=√3 /3