【题目】如图,在直三棱柱
中,
,
,点
为
中点,连接![]()
交于点
,点
为
中点.
![]()
(1)求证:
平面
;
(2)求证:平面
平面
;
(3)求点
到平面
的距离.
【答案】(1)证明见解析;(2)证明见解析;(3)
.
【解析】
(1)利用三角形的中位线性质可得
,然后再利用线面平行的判定定理即可证出.
(2)根据题意可证
,![]()
,再利用线面垂直、面面垂直的判定定理即可证出.
(3)方法一:利用等体法
即可求解;方法二:利用综合法,作
,垂足为
,连接
,作
,垂足为
,证出
为点
到平面
的距离,在直角
中,求解即可.
(1)
直三棱柱
,
四边形
为平行四边形
为
的中点 ![]()
为
的中点,
又
平面
,
平面
,![]()
平面
(2)
四边形
为平行四边形,
平行四边形
为菱形,即
三棱柱
为直三棱柱
![]()
平面
平面
![]()
![]()
,
![]()
![]()
,
,![]()
![]()
平面
平面
平面
,![]()
,
![]()
,
,![]()
![]()
平面
,
平面
,
![]()
平面
,
平面![]()
平面
(3)法一:(等体积法)连接
,设点
到平面
的距离为
![]()
![]()
平面
,
平面
,
,
为三棱锥
高,
在直角
中,
,
.
在直角
中,
,
.
在直角
中,
,
,
.
在等腰
中,
,
,
,
![]()
点
到平面
的距离为
方法二:(综合法)作
,垂足为
,连接
,作
,垂足为
.
![]()
平面
,
平面![]()
,
,
平面
平面![]()
平面![]()
![]()
,
,
平面
,
平面
, 即
为点
到平面
的距离,
在直角
中,
;在直角
中,
,
点
到平面
的距离为
.