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正方体ABCD-A1B1C1D1 以D为原点 DA DC DD1分别为X Y Z轴建立空间直角坐标系点P在体对角线BD1

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:数学作业 时间:2024/07/09 10:00:54
正方体ABCD-A1B1C1D1 以D为原点 DA DC DD1分别为X Y Z轴建立空间直角坐标系点P在体对角线BD1上 点Q在CD 上
1.当点P为AB的重点,Q在棱CD上运动 ,探求PQ的最小值
2.当点P在AB上运动,点Q在CD上运动时,探求PQ的最小值
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1,
设正方体边长为1,则各点坐标分别为(D(0,0,0),A(1,0,0),B(1,1,0),C(0,1,0),D1(0,0,1),A1(1,0,1),B1(1,1,1),C1(0,1,1),
点P为AB的重心,则坐标为P(1/2,1/2,1/2),
设Q(0,y,0),0≤y≤1,
则PQ²=(1/2-0)²+(1/2-y)²+(1/2-0)²,
当y=1/2时,PQ有最小值√2 /2.
2,
因为P在xoy平面投影是y=x,在yoz平面投影是z+y=1,
所以设P(y1,y1,1-y1),0≤y1≤1,
Q(0,y2,0),0≤y2≤1,
则PQ²=(y1-0)²+(y1-y2)²+(1-y1-0)²
=y1²+(1-y1)²+(y1-y2)²
=1/2+(y1-1/2)²+(y1-y2)²,
当y1-1/2,y1-y2都最小时有最小值,
可见只有y1=y2=1/2,这时最小值为√2 /2.