【题目】如图,在
中,
,
,
.过
的中点
的动直线
与线段
交于点
.将
沿直线
向上翻折至
,使得点
在平面
内的投影
落在线段
上.则点
的轨迹长度为________.
![]()
【答案】![]()
【解析】
建立空间坐标系,求出
的轨迹,根据折叠过程中量之间的关系的
,可得
的取值范围,进而得到圆心角,从而弧长即点
的轨迹长度.
![]()
因为翻折前后
长度不变,所以点
可以在空间中看做以
为球心,AC为直径的球面上,又因为
的投影始终在
上,所以点
所在的面
垂直于底面
,
故点
轨迹为垂直于底面ABC的竖直面
去截球
所得圆面的圆弧,这个圆弧的直径为
时,
的长度(由余弦定理可得
,所以此时
),
如图,以底面点B为空间原点建系,根据底面几何关系,
得点
,点
,
设点
,翻折后点
的投影
在
轴上,
所以点
纵坐标为0,即
由
,
,
根据空间两点之间距离公式可得
轨迹:
,
又因为动点
要符合空间面翻折结论:
,
即
,其中
,
又动点N在线段AB上动,设
,
故
,
且
,由
,可计算得
横坐标范围为
,
且点
在上方,由
,
计算可得圆弧所在扇形圆心角为
,
所以弧长为
.
故答案为:
.