套路

等体积法求点面距

同一个四面体换个底面再算一次体积:d=3V/Sd=3V/S,绕开找垂足。

解题套路

要求点 PP 到平面 ABCABC 的距离 dd,别去找垂足——把 P,A,B,CP,A,B,C 看成一个四面体,它的体积与「以哪个面为底」无关:

V=13S△ABC⋅d=13S另一个面⋅h那个面对应的高⟹d=3VS△ABCV=\frac13 S_{\triangle ABC}\cdot d =\frac13 S_{\text{另一个面}}\cdot h_{\text{那个面对应的高}} \qquad\Longrightarrow\qquad d=\frac{3V}{S_{\triangle ABC}}

换底的诀窍:挑一个底面躺在已知平面里、高一眼可见的算法把 VV 算出来。典型情形是某条棱垂直于底面(由前一问证得的线面垂直),那条棱长就是高。

三步

  1. 选好算的那一组:底面在熟悉的平面内(如底面 ABCDABCD 所在平面),高是现成的垂线段 → 得 VV;
  2. 算目标面的面积 S△ABCS_{\triangle ABC}:三边长齐了就用等腰高、海伦或 12absin⁡C\frac12ab\sin C;
  3. 相除:d=3VSd=\dfrac{3V}{S}。

为什么比找垂足强

垂足的位置往往说不清(不在任何特殊点上),硬找要额外做一堆辅助线;而体积只关心「底面积 × 高」这两个标量,垂足在哪根本不需要知道。

失手处

  • 系数 13\frac13 漏掉或多写:两边都是锥体,13\frac13 会约掉,但只在两边都写全时才约得掉;写成 V=S⋅dV=S\cdot d 就错了。
  • 底面积算错:目标面常是斜的三角形,三边先算准,别拿平面图里的长度凑。
  • 高不是棱长:换底时用的高必须垂直于所选底面,不能顺手拿一条斜棱。

学它之前先会

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