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8 阅读与欣赏(七)关注立体几何中的动态问题立体几何中的动态问题主要包括:空间动点轨迹的判断,求轨迹的长度及动角的范围等;求解方法一般根据圆锥曲线的定义判断动点轨迹是什么样的曲线;利用空间向量的坐标运算求轨迹的长度等一、常见题目类型 (2018金华十校高考模拟)在正方体ABCDA1B1C1D1中,点M、N分别是直线CD、AB上的动点,点P是A1C1D内的动点(不包括边界),记直线D1P与MN所成角为,若的最小值为,则点P的轨迹是()A圆的一部分B椭圆的一部分C抛物线的一部分D双曲线的一部分【解析】把MN平移到平面A1B1C1D1中,直线D1P与MN所成角为,直线D1P与MN所成角的最小值是直线D1P与平面A1B1C1D1所成角,即原问题转化为:直线D1P与平面A1B1C1D1所成角为,点P在平面A1B1C1D1的投影为圆的一部分,因为点P是A1C1D内的动点(不包括边界),所以点P的轨迹是椭圆的一部分故选B.【答案】B (2018浙江名校协作体高三联考)已知平面ABCD平面ADEF,ABAD,CDAD,且AB1,ADCD2.ADEF是正方形,在正方形ADEF内部有一点M,满足MB,MC与平面ADEF所成的角相等,则点M的轨迹长度为()A.B. C.D.【解析】根据题意,以D为原点,分别以DA,DC,DE所在直线为x,y,z轴,建立空间直角坐标系Dxyz,如图1所示,则B(2,1,0),C(0,2,0),设M(x,0,z),易知直线MB,MC与平面ADEF所成的角分别为AMB,DMC,均为锐角,且AMBDMC,所以sinAMBsinDMC,即2MBMC,因此2,整理得z2,由此可得,点M在正方形ADEF内的轨迹是以点O为圆心,半径为的圆弧M1M2,如图2所示,易知圆心角M1OM2,所以lM1M2.故选C.【答案】C (2018杭州市高考模拟)在等腰直角ABC中,ABAC,BC2,M为BC中点,N为AC中点,D为BC边上一个动点,ABD沿AD翻折使BDDC,点A在面BCD上的投影为点O,当点D在BC上运动时,以下说法错误的是()A线段NO为定长B|CO|1,)CAMOADB180D点O的轨迹是圆弧【解析】如图所示,对于A,AOC为直角三角形,ON为斜边AC上的中线,ONAC为定长,即A正确;对于B,D在M时,AO1,CO1,所以|CO|1,),即正确;对于D,由A可知,点O的轨迹是圆弧,即D正确,故选C.【答案】C求解立体几何中的轨迹问题时,首先要探究点的轨迹的形成过程,同时还要注意动点的性质以及点、线、面之间的位置关系,若动点的性质满足解析几何中圆锥曲线的定义,也可借助定义求出轨迹 二、巩固提高(1)(2018台州市高考模拟)如图,在棱长为2的正四面体ABCD中,E、F分别为直线AB、CD上的动点,且|EF|.若记EF中点P的轨迹为L,则|L|等于_(注:|L|表示L的测度,在本题,L为曲线、平面图形、空间几何体时,|L|分别对应长度、面积、体积)(2)(2018宁波诺丁汉大学附中高三期中考试)如图,矩形ABCD中,AB1,BC,将ABD沿对角线BD向上翻折,若翻折过程中AC长度在内变化,则点A所形成的运动轨迹的长度为_解析:(1)如图,当E为AB中点时,F分别在C,D处,满足|EF|,此时EF的中点P在EC,ED的中点P1,P2的位置上;当F为CD中点时,E分别在A,B处,满足|EF|,此时EF的中点P在BF,AF的中点P3,P4的位置上,连接P1P2,P3P4相交于点O,则四点P1,P2,P3,P4共圆,圆心为O,圆的半径为,则EF中点P的轨迹L为以O为圆心,以为半径的圆,其测度|L|2.(2)过A作AEBD,垂足为E,连接CE,AE.因为矩形ABCD中,AB1,BC,所以AE,CE.所以A点的轨迹为以E为圆心,以为半径的圆弧AEA为二面角ABDA的平面角以E为原点,以EB,EA所在直线为x轴,y轴建立
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