直三棱柱ABC—A1B1C1中AA1=1.AB=4B.C=3,∠ABC=90°设平面A1BC1与平面ABC的交线为l则A1C1与l的距离{求图

如题所述

过B作MN∥AC,再过A作AE⊥MN交MN于E、过C作CF⊥MN交MN于F,连结A1E、C1F。

∵∠ABC=90°, ∴由勾股定理,有:AC=√(AB^2+BC^2)=√(16+9)=5。

∵EF∥AC、AE⊥EF、CF⊥EF, ∴ACFE是矩形,

∴EF=AC=5、AE=CF、∠AEB=∠CFB=90°。

∴由勾股定理,有:√(AB^2-AE^2)=BE、√(BC^2-CF^2)=BF,

∴√(AB^2-AE^2)+√(BC^2-CF^2)=BE+BF=EF=5,

∴√(16-AE^2)=5-√(9-CE^2)=5-√(9-AE^2),

两边平方,得:16-AE^2=25-10√(9-AE^2)+9-AE^2,

∴10√(9-AE^2)=25+9-16=18, ∴5√(9-AE^2)=9,

两边再平方,得:25(9-AE^2)=81, ∴25AE^2=25×9-81=9×(25-9)=9×16,

∴AE^2=9×16/25=144/25。 

∵ABC-A1B1C1是直棱柱, ∴AA1⊥平面ABC, 而B是矩形ACFE中EF上的一点,

∴AA1⊥平面ACFE, ∴AE是A1E在平面ACFE上的射影, 又EF⊥AE,

∴由三垂线定理,有:A1E⊥EF。

∵ABC-A1B1C1是直棱柱, ∴A1C1∥AC, 又EF∥AC, ∴A1C1∥EF。

由A1E⊥EF、A1C1∥EF,得:A1E为A1C1与EF间的距离。

∵A1C1∥EF, ∴A1、C1、F、E共面, 而B是FE上的点, ∴A1、C1、F、B、E共面。

∵ACFE是矩形, ∴A、C、F、E共面, 而B是EF上的点, ∴A、C、F、B、E共面。

∴EF是平面A1BC1与平面ABC的交线。 ∴A1E是A1C1与 l 的距离。

∵AA1⊥平面ACFE, ∴AA1⊥AE,

∴A1E=√(AA1^2+AE^2)=√(1+144/25)=√(169/25)=13/5。

即A1C1与 l 的距离为13/5。

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