题目回顾(大意):
三角形ABC,AB=AC=2,BC=2√3,点D在BC上,且AD⊥BC,点P在平面ABC内,满足PA=PB=PC,求PD的最小值。
核心思路:
1. 先定出点P的位置:PA=PB=PC → P在过三角形ABC外心且垂直于平面ABC的直线上。
2. 因为AB=AC,AD⊥BC,可建系:以D为原点,DC为x轴正向,DA为y轴正向,垂直平面ABC向上为z轴。
3. 算出各点坐标:
B(-√3,0,0),C(√3,0,0),A(0,1,0),
外心O在AD上,因AB=AC,O在AD中垂线上?先算外心坐标:
由对称性,外心在y轴上,设O(0,y0,0),由OB=OA解出y0。
其实更简单:等腰三角形外心在直线AD上,设O(0,t,0),
由OA=OC:√(0-√3)²+(t-0)² = √(0-0)²+(t-1)²
得3+t² = t² -2t+1 → 3= -2t+1 → t= -1。
所以外心O(0,-1,0)。
4. P点满足PO⊥平面ABC,所以P坐标(0,-1,z)。
5. 求PD的最小值:PD=√[(0-0)²+(-1-0)²+(z-0)²] = √(1+z²)。
z可调,但P要在平面ABC同侧?无限制,所以z=0时PD最小=1。
答案: 1
口诀: 外心垂线建系法,坐标一算直接出。