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数 学
高三二轮专题复习高效讲义
数 学
专题四
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立体几何与空间向量
微点突破11 立体几何中的动态问题
2
重点1 动点的轨迹问题
重点2 折叠展开问题
重点3 最值、范围问题
[课下巩固检测练(三十一)]
立体几何中的动态问题
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谢谢观看
(多选)已知正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为2,M为DD1的中点,N为平面ABCD内一动点,则下列命题正确的是( )
A.若点N到点M的距离为2,则点N的轨迹所围成图形的面积为3π
B.若直线MN与平面ABCD所成的角为,则点N的轨迹为椭圆
C.若直线MN与直线BC所成的角为,则点N的轨迹为双曲线
D.若点N到直线CC1的距离与点N到直线AD的距离相等,则点N的轨迹为抛
物线
解析:作NG∥BC交DC于G,连接MG,DN,
由题意DD1⊥平面ABCD,DD1⊥DN,△MDN为直角三角形,MD=1,
若点N到点M的距离为2,则DN==,
点N在平面ABCD的轨迹是半径为的圆,
轨迹所围成图形的面积为π×()2=3π,所以A正确;
答案:ACD
对于B:点P的轨迹是以A为球心,半径为的球面与平面BCC1B1的交线,即点P的轨迹是小圆,设小圆的半径为r ,因为球心A到平面BCC1B1的距离为AB=1,所以r==1,交线即以B为圆心,1为半径的小圆(在平面BCC1B1内),所以小圆的周长为2πr=2π,故选项B正确;
答案:ABD
答案:AC
设点P(1,0,a)(0≤a≤1),所以=(-1,0,1-a),
所以点P到平面EGD1的距离为d===≥,故A正确;
对于B:设点P(x,y,0)(0≤x≤1,0≤y≤1),则=(x,y,0),所以||==1⇒x2+y2=1,即点P的轨迹为四分之一圆,即轨迹长度为×2π×1=,故B错误;
对于C:设两球的半径分别为r1,r2,由题意有两球分别与正方体的三面相切,
所以球心分别为(r1,r1,r1),(1-r2,1-r2,1-r2),
由两球相切,
所以r1+r2==,所以(r1+r2)2=3[(r1+r2)-1]2⇒2(r1+r2)2-6(r1+r2)+3=0,因为r1+r2<2,解得r1+r2=,故C正确;
对于D:设点P(x,y,0)(0≤x≤1,0≤y≤1),所以=(1-x,-y,1).
设平面B1CD1的法向量为m=(a,b,c),=(1,0,1),=(1,1,0),
所以令a=1,
得m=(1,-1,-1),
答案:BCD
答案:B
答案:A
答案:D
5.在矩形ABCD中,AD=3AB=3,M是AD边上一点,将矩形ABCD沿BM折叠,使平面ABM与平面BMDC互相垂直,则折叠后A,C两点之间距离的最小值是
( )
A. B.10-
C. D.
答案:D
解析:由题意,可构建以A为原点,射线AB、AD、AP为x、y、z轴正方向的空间直角坐标系,
所以C(4,4,0),D(0,4,0),E(4,0,2),P(0,0,4),F(4λ,0,0),
则=(4,0,-2),=(4,4,-4),=(4(λ-1),0,-2),=(4,-4,2),
若m=(x,y,z)是平面DEF一个法向量,
则即得
答案:C
解析:对于A中,如图所示,取AC的中点O,连接OB,OD,
则OB⊥AC,OD⊥AC,且OB=OD=,
设∠BOD=θ,其中θ∈(0,π),则cos θ ∈(-1,1),
在△BOD中,可得BD==∈(0,2),
即B,D两点间的距离d满足0<d<2,所以A正确;
因为OD⊥AC,且平面ACD∩平面ABC=AC,OD⊂平面ACD,
所以OD⊥平面ABC,且OD=,
所以三棱锥D-ABC体积的最大值为Vmax=×2×=,所以C错误;
对于D中,因为OB⊥AC,OD⊥AC,所以∠BOD为二面角D-AC-B的平面角,
当二面角D-AC-B为60°时,可得BD=OB=OD=,
又因为AC=2,所以AC=2BD,
即当且仅当AC=2BD时,二面角D-AC-B为60°,
所以D正确.
答案:ABD
因为当A(m,1,0)时,A,B,C,D四点共面,不能构成空间四边形,所以n≠0,
可得B(0,0,0),C(,,0),D(0,1,0),
则=(0,1,0),=(m,0,n),=(,-,0),
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