本题导读

本题考查空间线面位置关系、圆柱面的定义与截面性质。核心在于正确理解题意并选用恰当方法求解。

📌【题干】

Question

(2008年浙江卷(理)) 如图, 是平面 的斜线段, 为斜足. 若点 在平面 内运动,使得 的面积为定值,则动点 的轨迹是 ()

A. 圆    B. 椭圆    C. 一条直线    D. 两条平行直线

🔍【思路分析】

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  1. 分析 面积公式,由于底边 长度固定,面积为定值等价于点 到直线 的距离为定值。
  2. 在三维空间中,到定直线距离为定值的点的轨迹是一个以该直线为轴线的圆柱面。
  3. 点 同时又在平面 内,故 的轨迹是圆柱面与平面 的交线。因为直线 与平面斜交,判定截面形状。

✅【答案】

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B

✍【详细解析】

Abstract

在 中,底边 的长度是固定的。 由 (其中 为点 到直线 的空间距离)可知: 要使 的面积为定值,只需动点 到定直线 的距离保持为定值。 在三维空间中,到一条定直线距离等于定长的点的集合是一个圆柱面,该圆柱面以直线 为轴线。 由于点 必须在平面 内运动,所以动点 的轨迹就是该圆柱面与平面 的交线。 因为 是平面 的斜线段(即轴线与平面既不平行也不垂直), 根据空间几何截面原理,一个圆柱面被一个与其轴线斜交的平面所截,得到的截面边界曲线是一条椭圆。 所以动点 的轨迹是椭圆。 故选 B

💡【考点归纳与避坑指南】

Danger

  1. 核心考点:三维空间轨迹的定性分析;圆柱面的几何面截性质。
  2. 核心方法:模型化归法(空间距离转化为几何体表面交线)。
  3. 避坑指南:容易误选 D。误区在于只在平面 内考虑,错误地把空间轴线 投影看作平行线。必须立足于三维空间视角,明确点 到空间倾斜直线 的距离保持不变这一关键。

📖【试题探源与推广】

Tip

  1. 试题探源:本题具有经典的圆柱面解析立体几何背景(Dandelin双球模型与柱面截线),考查空间想象力。
  2. 结论推广:当且仅当定直线与平面垂直时,截面为圆;当定直线与平面平行时,截面为两条平行直线;当定直线与平面斜交时,截面恒为椭圆。

🔗【关联脉络】

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