Question

7．如圖，在長(zhǎng)方體ABCD-A₁B₁C₁D₁中，AA₁=1，AB=AD=2，E，F(xiàn)分別是棱AB，BC的中點(diǎn)，證明A₁，C₁，F(xiàn)，E四點(diǎn)共面，并求點(diǎn)B到平面A₁EF的距離．

Answer 1

分析 連接AC，因?yàn)镋，F(xiàn)分別是AB，BC的中點(diǎn)，可得EF∥A₁C₁，即A₁、C₁、F、E四點(diǎn)共面．
設(shè)點(diǎn)B到平面A₁EF的距離為d，
由V${\;}_{B-{A}_{1}EF}$=V${\;}_{F-{A}_{1}EB}$，⇒$\frac{1}{3}×{s}_{{△A}_{1}EF}×d=\frac{1}{3}{s}_{△{A}_{1}EB}×FB$，可得點(diǎn)B到平面A₁EF的距離

解答 解：連接AC，因?yàn)镋，F(xiàn)分別是AB，BC的中點(diǎn)，所以EF是△ABC的中位線(xiàn)，所以EF∥AC．由長(zhǎng)方體的性質(zhì)知AC∥A₁C₁，
所以EF∥A₁C₁，所以A₁、C₁、F、E四點(diǎn)共面．
設(shè)點(diǎn)B到平面A₁EF的距離為d，
∵V${\;}_{B-{A}_{1}EF}$=V${\;}_{F-{A}_{1}EB}$，⇒$\frac{1}{3}×{s}_{{△A}_{1}EF}×d=\frac{1}{3}{s}_{△{A}_{1}EB}×FB$
∵${A}_{1}E=EF=\sqrt{2}$，${A}_{1}F=\sqrt{A{A}^{2}+A{B}^{2}+B{F}^{2}}$=$\sqrt{6}$，∴${s}_{△{A}_{1}EF}=\frac{\sqrt{3}}{2}$
${s}_{△{A}_{1}EB}=\frac{1}{2}{s}_{△{A}_{1}AB}=\frac{1}{2}$
∴$d=\frac{\sqrt{3}}{3}$，∴點(diǎn)B到平面A₁EF的距離d=$\frac{\sqrt{3}}{3}$

點(diǎn)評(píng) 本題考查了空間四點(diǎn)共面的判定，等體積法求點(diǎn)面距離，屬于中檔題