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如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:综合作业 时间:2024/05/17 20:27:16
如图,正方体ABCD-A1B1C1D1棱长为8,E、F分别为AD1,CD1中点,G、H分别为棱DA,DC上动点,且EH⊥FG.
(1)求GH长的取值范围;
(2)当GH取得最小值时,求证:EH与FG共面;并求出此时EH与FG的交点P到直线B1B的距离.
(1)以D为原点,DA、DC、DD1分别为x轴、y轴、z轴建立空间直角坐标系.
设DG=a,DH=b,可得
E(4,0,4),F(0,4,4),G(a,0,0),H(0,b,0).


EH=(-4,b,-4),

FG=(a,-4,-4).
∵EH⊥FG,∴

EH•

FG=-4a-4b+16=0,则a+b=4,即b=4-a.
又G1H在棱DA,DC上,则0≤a≤8,0≤b≤8,从而0≤a≤4.
∴GH=
a2+b2=
a2+(4−a)2=
2(a−2)2+8.
∴GH取值范围是[2