在考研數(shù)學(xué)中,數(shù)學(xué)(一)的考試內(nèi)容包括“向量代數(shù)和空間解析幾何”,雖然這部分內(nèi)容在往年的考研真題中出題的頻率不高,但由于這部分內(nèi)容與三重積分和曲線積分、曲面積分的關(guān)系比較緊密,所以數(shù)學(xué)(一)的考生還是應(yīng)該適當(dāng)復(fù)習(xí),掌握其基本公式和基本計(jì)算方法。數(shù)學(xué)(一)的考試大綱要求考生“會求點(diǎn)到直線以及點(diǎn)到平面的距離”,下面老師對這兩類距離的計(jì)算做些分析,供大家參考。
一、點(diǎn)到平面的距離計(jì)算方法
計(jì)算公式:點(diǎn)到平面的距離
證:在平面上任取一點(diǎn),則,
過作平面的垂線,垂足為點(diǎn),如下圖所示:
設(shè)的法向量,則到平面的距離 .
注:上面圖中的法向量的方向也可能向上,此時(shí)上面的等式也都成立。
例1. 點(diǎn)到平面的距離= (2006年考研數(shù)學(xué)一第(4)題)
解:.
二、點(diǎn)到直線的距離計(jì)算方法
計(jì)算公式:點(diǎn)到直線的距離,其中,,.
證:過作直線的垂線,垂足為點(diǎn),如下圖所示:
則.
注:上面圖中的方向向量的方向也可能向左,此時(shí)上面的等式也都成立。
例2. 點(diǎn)到直線的距離=
解:直線的方程可化為,方向向量,直線經(jīng)過點(diǎn),,,,故
例3. 點(diǎn)到直線的距離=
解:首先在直線上取一點(diǎn):令,得,;
再求直線的方向向量:是兩個(gè)平面的法向量的向量積,,.
在上面距離計(jì)算過程中,用到了向量的數(shù)量積和向量積的計(jì)算公式,大家對這些基本公式應(yīng)該掌握。在空間解析幾何中,除了點(diǎn)到直線、點(diǎn)到平面的距離計(jì)算外,還有平面到平面的距離、異面直線間的距離、直線與平面的距離,但這些距離的計(jì)算不在考試大綱的范圍內(nèi),因此不必深究,大家只要掌握上面這兩類距離的計(jì)算方法即可。