命题意图 考查利用空间向量的坐标运算来解决立体几何问题
知识依托 空间向量的坐标运算及数量积公式
错解分析 建立正确的空间直角坐标系 其中必须保证x轴、y轴、z轴两两互相垂直
技巧与方法 建系方式有多种,其中以O点为原点,以、、的方向分别为x轴、y轴、z轴的正方向最为简单
解 如图,以O点为原点建立空间直角坐标系O-xyz,
设正方形ABCD边长为a,
则A(0,-a,0),B(a,0,0),C(0, a,0),
D(0,0, a),E(0,-a, a),F(a, a,0)
∴∠EOF=120°
例2正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,求异面直线A1C1与AB1间的距离
命题意图 本题主要考查异面直线间距离的求法
知识依托 求异面直线的距离,可求两异面直线的公垂线,或转化为求线面距离,或面面距离,亦可由最值法求得
错解分析 本题容易错误认为O1B是A1C与AB1的距离,这主要是对异面直线定义不熟悉,异面直线的距离是与两条异面直线垂直相交的直线上垂足间的距离
技巧与方法 求异面直线的距离,有时较难作出它们的公垂线,故通常采用化归思想,转化为求线面距、面面距、或由最值法求得
解法一 如图,在正方体AC1中,
∵A1C1∥AC,∴A1C1∥平面AB1C,
∴A1C1与平面AB1C间的距离等于异面直线A1C1与AB1间的距离
连结B1D1、BD,设B1D1∩A1C1=O1,BD∩AC=O
∵AC⊥BD,AC⊥DD1,∴AC⊥平面BB1D1D
∴平面AB1C⊥平面BB1D1D,
连结B1O,则平面AB1C∩平面BB1D1D=B1O
作O1G⊥B1O于G,则O1G⊥平面AB1C
∴O1G为直线A1C1与平面AB1C间的距离,即为异面直线A1C1与AB1间的距离
在Rt△OO1B1中,∵O1B1=,OO1=1,∴OB1==