题目性质:自编仿真题——题目、材料、选项、数据与情境均为按课程标准与联招常见考点独立编写的原创仿真题,非真题原文,未取自任何题库、教辅或试卷;解析与采分点为教研整理,非官方评分标准。
一、考点定位与做题顺序
求点到平面的距离,直接建系解垂足有时很绕。换底法只用一个事实:同一个四面体,选哪一面当底,体积都一样。
自编示意:A(0,0,0)、B(6,0,0)、C(0,8,0)、P(0,0,3),PA 垂直底面 ABC;坐标与长度均为自编示意,不代表真实测量。
二、逐题精讲
题1
题1 求 V、侧面 PBC 的面积,以及 A 到平面 PBC 的距离。
解析
S_ABC = ½·6·8 = 24.00,V = ⅓·S_ABC·PA = 24.00。PB = (6, 0, -3),PC = (0, 8, -3),叉积 = (24, 18, 48),模 = √(576+324+2304) = 56.6039,故 S_PBC = 28.3019。换底:V = ⅓·S_PBC·d,得 d = 3V/S_PBC = 72.00/28.3019 = 2.5440。核对:PB = 6.7082、PC = 8.5440、BC = 10.0000,三边与叉积法给的面积一致,没有把 PB、PC 当成底面两条直角边。
答案 V = 24.00;S_PBC = 28.3018;d = 2.5440。
采分点 底面积 1 分、体积 1 分、叉积 1 分、侧面积 1 分、换底 1 分、边长核对 1 分。
易错点 把 PB·PC/2 当侧面积,忽略了 PB 与 PC 并不垂直。
题2
题2 若把换底式误写成 d = V/S_PBC,会得多少?相对偏差多少?
解析
误写少乘一个 3:d′ = 24.00/28.3019 = 0.8480,相对正确 2.5440 偏小 (1 − 1/3) = 66.67%。偏差来源是锥体体积公式里的 ⅓ 被漏掉,不是叉积算错。所以换底时把 V = ⅓·S·h 完整写一遍再移项,比直接记「3V/S」更稳;也提醒不能用 S_ABC 代替 S_PBC 作分母。
答案 d′ = 0.8480;偏小 66.67%。
采分点 误写值 1 分、偏差 1 分、偏差来源 1 分、公式书写建议 1 分。
易错点 把偏差归给叉积算错,会去改一个本来正确的量。
三、规律小结与对照表
| 量 | 公式 | 数值 | 备注 |
|---|---|---|---|
| S_ABC | ½·AB·AC | 24.00 | ∠A=90° |
| V | ⅓·S_ABC·PA | 24.00 | 换底前后不变 |
| |PB×PC| | √(24²+18²+48²) | 56.6035 | 叉积模 |
| S_PBC | |PB×PC|/2 | 28.3018 | 非直角侧面 |
| d | 3V/S_PBC | 2.5440 | 误写 V/S 得 0.8480 |
小结:换底只换 S,不换 V;⅓ 这个系数在移项时最容易丢。
四、自测清单
- 能算底面面积与体积
- 能用向量叉积求侧面面积
- 能用等体积法求点到面距离
- 能识别漏乘 3 的偏差
- 能核对三条侧棱长度
- 能说明偏差来源不在叉积