Question

如图所示，已知长方体ABCD-A₁B₁C₁D₁中，AD=3，AB=AA₁=4，M是A₁B₁的中点．
（1）求BM与平面ACD₁所成的角；
（2）求点M到平面ACD₁的距离．

Answer

（1）首先建立空间直角坐标系，写出相关点的坐标，再求出向量的坐标和平面ACD1的法向量，最后求与的夹角的余弦值，取绝对值后即为线面角的正弦值
（2）由（1）知平面ACD1的法向量，再求向量的坐标，最后求在方向上的投影的长度即为M到平面ACD1的距离
解  （1）按如图所示建立空间直角坐标系，可得有关点的坐标为D（0，0，0）、A（3，0，0）、B（3，4，0），C（0，4，0），A1（3，0，4），B1（3，4，4），D1（0，0，4），M（3，2，4），进一步有．
设平面ACD1的法向量为，则，即．取z=3，得x=4，y=3．
所以平面ACD1的一个法向量为．
记，
于是，，．
所以，直线BM与平面ACD1所成角为．
（2）记点M到平面ACD1的距离为d．
由（1）知，平面ACD1的一个法向量为，，
于是，． 
所以点M到平面ACD1的距离为．