Question

（2012•浦東新區(qū)二模）如圖，在直三棱柱ABC-A₁B₁C₁中，BA⊥BC．
（1）若BA=BB₁，求證：AB₁⊥平面A₁BC；
（2）若BA=BC=BB₁=2，M是棱BC上的一動(dòng)點(diǎn)．試確定點(diǎn)M的位置，使點(diǎn)M到平面A₁B₁C的距離等于

2

2

．

Answer 1

分析：（1）當(dāng)BA=BB₁時(shí)，AB₁⊥A₁B．由BC⊥BA，BC⊥BB₁，且BA∩BB₁=B，知BC⊥平面ABB₁．由此能證明AB₁⊥平面A₁BC．
（2）建立空間直角坐標(biāo)系，得C（0，0，2）、B₁（0，2，0）、A₁（2，2，0）、設(shè)M（0，0，h）．設(shè)平面A₁B₁C的法向量為

n

=(u ， v ， w)，則

n

⊥

CB1

，

n

⊥

A1B1

．得平面A₁B₁C的一個(gè)法向量為

n

=(0 ， 1 ， 1)，由此能求出點(diǎn)M到平面A₁B₁C的距離．

解答：（1）證明：當(dāng)BA=BB₁時(shí)，AB₁⊥A₁B．
又∵BC⊥BA，BC⊥BB₁，且BA∩BB₁=B，
∴BC⊥平面ABB₁．
而AB₁?平面ABB₁，∴AB₁⊥BC．
∴由

AB1⊥A1B AB1⊥BC A1B∩BC=B

，
得到AB₁⊥平面A₁BC．
（2）解：如圖所示，建立空間直角坐標(biāo)系，
可得有關(guān)點(diǎn)的坐標(biāo)為C（0，0，2）、B₁（0，2，0）、A₁（2，2，0），
設(shè)M（0，0，h）．設(shè)平面A₁B₁C的法向量為

n

=(u ， v ， w)，
則

n

⊥

CB1

，

n

⊥

A1B1

．
∵

CB1

=（0，2，-2），

A1B1

=(-2 ， 0 ， 0)，
且

n

•

CB1

=0 ， 

n

•

A1B1

=0，
∴

2v-2ω=0 -2μ=0

，∴

ω=v μ=0

，取ω=v=1，
得平面A₁B₁C的一個(gè)法向量為

n

=(0 ， 1 ， 1)，
且|

n

|=

2

，又∵

MB1

=(0，2，-h)，
于是點(diǎn)M到平面A₁B₁C的距離d=

| n • MB1 |

| n |

=

|0×0+1×2-h|

2

=

|2-h|

2

=

2

2

⇒h=1，或h=3（舍）
所以，當(dāng)點(diǎn)M為棱BC的中點(diǎn)時(shí)，點(diǎn)M到平面A₁B₁C的距離等于

2

2

．

點(diǎn)評(píng)：本題考查點(diǎn)、線、面間的距離的計(jì)算，解題時(shí)要認(rèn)真審題，注意合理地化空間問(wèn)題為平面問(wèn)題，注意向量法的合理運(yùn)用．