在高中数学的学习过程中,空间几何是一个重要的组成部分,而点到平面的距离问题则是其中的经典考点之一。今天,我们来探讨一个具体的问题:已知空间中的任意一点 \( P(a, b, c) \),它到坐标平面 \( XOY \) 的距离是多少?
首先,我们需要明确什么是坐标平面 \( XOY \)。简单来说,\( XOY \) 是由 \( x \)-轴和 \( y \)-轴所确定的平面,其特征在于所有点的 \( z \)-坐标均为零。换句话说,这个平面可以表示为方程 \( z = 0 \)。
接下来,根据空间几何的基本原理,点到平面的距离可以通过向量投影的方法计算得出。设点 \( P(a, b, c) \) 到平面 \( XOY \) 的垂足为点 \( Q(x', y', 0) \),则点 \( Q \) 必然位于平面 \( XOY \) 上。因此,点 \( P \) 到点 \( Q \) 的距离就是点 \( P \) 到平面 \( XOY \) 的垂直距离。
为了求解这一距离,我们可以利用点到平面的距离公式:
\[
d = \frac{|Ax_1 + By_1 + Cz_1 + D|}{\sqrt{A^2 + B^2 + C^2}}
\]
这里,\( (x_1, y_1, z_1) \) 是点 \( P \) 的坐标,\( A, B, C, D \) 是平面方程 \( Ax + By + Cz + D = 0 \) 中的系数。对于平面 \( XOY \),其方程为 \( z = 0 \),即 \( 0x + 0y + 1z + 0 = 0 \),所以 \( A = 0, B = 0, C = 1, D = 0 \)。
将这些值代入公式后,得到:
\[
d = \frac{|c|}{\sqrt{1^2}} = |c|
\]
由此可见,点 \( P(a, b, c) \) 到坐标平面 \( XOY \) 的距离仅取决于点 \( P \) 的 \( z \)-坐标,且该距离等于 \( |c| \)。
通过以上推导,我们不仅掌握了点到平面距离的计算方法,还加深了对空间几何概念的理解。希望这篇文章能够帮助同学们更好地掌握这一知识点,并在考试中灵活运用!
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