19.(本题满分12分)如图,在长方体ABCD-
$\mathrm{A}_{1} \mathrm{~B}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{D}_{1}$ 中, $\mathrm{AB}=2, \mathrm{AD}=1, \mathrm{~A}_{1} \mathrm{~A}=1$ ,证明直线 $\mathrm{BC}_{1}$ 平行于平面 $\mathrm{DA}_{1} \mathrm{C}$ ,并求直线 $\mathrm{BC}_{1}$ 到平面 $\mathrm{D}_{1} \mathrm{AC}$ 的距离.
(本题满分12分)如图,在长方体ABCD- A _ 1 ~…——2013 高考数学第 19 题答案解析
2013_上海卷 (2013·理)
完整解析 · 逐步详解
【解答】因为 $\mathrm{ABCD}-\mathrm{A}_{1} \mathrm{~B}_{1} \mathrm{C}_{1} \mathrm{D}_{1}$ 为长方体,故 $A B / / C_{1} D_{1}, A B=C_{1} D_{1}$ ,故 $\mathrm{ABC}_{1} \mathrm{D}_{1}$ 为平行四边形,故 $B C_{1} / / A D_{1}$ ,显然 B 不在平面 $\mathrm{D}_{1} \mathrm{AC}$ 上,于是直线 $\mathrm{BC}_{1}$ 平行于平面 $\mathrm{DA}_{1} \mathrm{C}$ ;
直线 $\mathrm{BC}_{1}$ 到平面 $\mathrm{D}_{1} \mathrm{AC}$ 的距离即为点 B 到平面 $\mathrm{D}_{1} \mathrm{AC}$ 的距离设为
## h
$h$
考虑三棱锥 $\mathrm{ABCD}_{1}$ 的体积,以 ABC 为底面,可得 $V=\frac{1}{3} \times\left(\frac{1}{2} \times 1 \times 2\right) \times 1=\frac{1}{3}$
而 $\triangle A D_{1} C$ 中,$A C=D_{1} C=\sqrt{5}, A D_{1}=\sqrt{2}$ ,故 $S_{\triangle A D_{1} C}=\frac{3}{2}$
所以,$V=\frac{1}{3} \times \frac{3}{2} \times h=\frac{1}{3} \Rightarrow h=\frac{2}{3}$ ,即直线 $\mathrm{BC}_{1}$ 到平面 $\mathrm{D}_{1} \mathrm{AC}$ 的距离为 $\frac{2}{3}$ .