題目性質:自編仿真題——題目、材料、選項、數據與情境均為按課程標準與聯招常見考點獨立編寫的原創仿真題,非真題原文,未取自任何題庫、教輔或試卷;解析與採分點為教研整理,非官方評分標準。
一、考點定位與做題順序
求點到平面的距離,直接建系解垂足有時很繞。換底法只用一個事實:同一個四面體,選哪一面當底,體積都一樣。
自編示意:A(0,0,0)、B(6,0,0)、C(0,8,0)、P(0,0,3),PA 垂直底面 ABC;座標與長度均為自編示意,不代表真實測量。
二、逐題精講
題1
題1 求 V、側面 PBC 的面積,以及 A 到平面 PBC 的距離。
解析
S_ABC = ½·6·8 = 24.00,V = ⅓·S_ABC·PA = 24.00。PB = (6, 0, -3),PC = (0, 8, -3),叉積 = (24, 18, 48),模 = √(576+324+2304) = 56.6039,故 S_PBC = 28.3019。換底:V = ⅓·S_PBC·d,得 d = 3V/S_PBC = 72.00/28.3019 = 2.5440。核對:PB = 6.7082、PC = 8.5440、BC = 10.0000,三邊與叉積法給的面積一致,沒有把 PB、PC 當成底面兩條直角邊。
答案 V = 24.00;S_PBC = 28.3018;d = 2.5440。
採分點 底面積 1 分、體積 1 分、叉積 1 分、側面積 1 分、換底 1 分、邊長核對 1 分。
易錯點 把 PB·PC/2 當側面積,忽略了 PB 與 PC 並不垂直。
題2
題2 若把換底式誤寫成 d = V/S_PBC,會得多少?相對偏差多少?
解析
誤寫少乘一個 3:d′ = 24.00/28.3019 = 0.8480,相對正確 2.5440 偏小 (1 − 1/3) = 66.67%。偏差來源是錐體體積公式裡的 ⅓ 被漏掉,不是叉積算錯。所以換底時把 V = ⅓·S·h 完整寫一遍再移項,比直接記「3V/S」更穩;也提醒不能用 S_ABC 代替 S_PBC 作分母。
答案 d′ = 0.8480;偏小 66.67%。
採分點 誤寫值 1 分、偏差 1 分、偏差來源 1 分、公式書寫建議 1 分。
易錯點 把偏差歸給叉積算錯,會去改一個本來正確的量。
三、規律小結與對照表
| 量 | 公式 | 數值 | 備註 |
|---|---|---|---|
| S_ABC | ½·AB·AC | 24.00 | ∠A=90° |
| V | ⅓·S_ABC·PA | 24.00 | 換底前後不變 |
| |PB×PC| | √(24²+18²+48²) | 56.6035 | 叉積模 |
| S_PBC | |PB×PC|/2 | 28.3018 | 非直角側面 |
| d | 3V/S_PBC | 2.5440 | 誤寫 V/S 得 0.8480 |
小結:換底只換 S,不換 V;⅓ 這個係數在移項時最容易丟。
四、自測清單
- 能算底面面積與體積
- 能用向量叉積求側面面積
- 能用等體積法求點到面距離
- 能識別漏乘 3 的偏差
- 能核對三條側稜長度
- 能說明偏差來源不在叉積