格物学 第八章 立体几何初步立体几何初步的拓展与综合

立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点教师选题进阶单选题自测题答案-福建省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%

2025-06-22
立体几何中的轨迹问题-立体几何初步的拓展与综合知识点教师选题进阶单选题自测题答案-福建省等高二数学必修,平均正确率44.00000000000001%
1、['三角形的面积(公式)', '立体几何中的轨迹问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%在棱长均为$${{2}{\sqrt {3}}}$$的四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$中,点$${{E}}$$为$${{C}{D}}$$的中点,点$${{F}}$$为$${{B}{E}}$$的中点.若点$${{M}{,}{N}}$$是平面$${{B}{C}{D}}$$内的两动点,且$${\frac{M B} {M F}}={\frac{N B} {N F}}=2, \, \, \, M N=2,$$则$${{△}{M}{A}{N}}$$的面积为$${{(}{)}}$$

C

A.$${{4}{\sqrt {2}}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{2}{\sqrt {2}}}$$

D.$${{2}}$$

2、['直线与平面垂直的性质定理', '立体几何中的轨迹问题', '与圆有关的轨迹问题']

正确率40.0%如图,定点$${{A}}$$和$${{B}}$$都在平面$${{α}}$$内,定点$$P \notin\alpha, ~ P B \perp\alpha, ~ C$$是$${{α}}$$内异于$${{A}}$$和$${{B}}$$的动点,且$$P C \perp A C$$.那么,动点$${{C}}$$在平面$${{α}}$$内的轨迹是(

B

A.一条线段,但要去掉两个点

B.一个圆,但要去掉两个点

C.一个椭圆,但要去掉两个点

D.半圆,但要去掉两个点

3、['圆锥曲线中求轨迹方程', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%如图,正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$

B

A.两个点

B.一条线段

C.抛物线的一部分

D.圆的一部分

4、['立体几何中的轨迹问题']

正确率60.0%在所有棱长都相等的三棱锥$$A-B C D$$中,$${{P}{、}{Q}}$$分别是$$A D, \ B C$$的中点,点$${{R}}$$在平面$${{A}{B}{C}}$$内运动,若直线$${{P}{Q}}$$与直线$${{D}{R}}$$成30°角.则$${{R}}$$在平面$${{A}{B}{C}}$$内的轨迹是(

B

A.双曲线

B.椭圆

C.圆

D.直线

5、['圆锥的结构特征及其性质', '立体几何中的轨迹问题']

正确率60.0%如图,圆锥的轴截面$${{S}{A}{B}}$$是正三角形,$${{O}}$$为底面中心,$${{M}}$$为线段$${{S}{O}}$$中点,动点$${{P}}$$在圆锥底面内(包括圆周),若$$A M \perp M P$$,则点$${{P}}$$的轨迹为(

A

A.线段

B.圆

C.椭圆

D.抛物线

6、['棱柱的结构特征及其性质', '抛物线的定义', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%如图,正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$的棱长为$${{1}}$$,点$${{M}}$$在棱$${{A}{B}}$$上,且$$A M=\frac{1} {3}$$,点$${{P}}$$是平面$${{A}{B}{C}{D}}$$上的动点,且动点$${{P}}$$到直线$${{A}_{1}{{D}_{1}}}$$的距离与点$${{P}}$$到点$${{M}}$$的距离的平方差为$${{1}}$$,则动点$${{P}}$$的轨迹是(

B

A.圆

B.抛物线

C.双曲线

D.椭圆

7、['椭圆的定义', '立体几何中的轨迹问题']

正确率19.999999999999996%已知棱长为$${{4}}$$的正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}, \; M$$是正方形$${{A}{B}{C}{D}}$$所在平面内一动点,点$${{E}{、}{F}}$$满足$$\overrightarrow{A B}=4 \overrightarrow{A E}, \, \, \, \overrightarrow{A_{1} B_{1}}=4 \overrightarrow{A_{1} F},$$若点$${{M}}$$到直线$${{E}{F}}$$与直线$${{B}{C}}$$的距离之比为$${{1}{:}{2}}$$,则动点$${{M}}$$的轨迹是(

B

A.圆

B.椭圆

C.双曲线

D.抛物线

8、['点到平面的距离', '抛物线的定义', '直线与抛物线的交点个数', '立体几何中的轨迹问题']

正确率60.0%平面$$\alpha, ~ \beta, ~ \gamma$$两两互相垂直,在平面$${{α}}$$内有一点$${{A}}$$到平面$${{β}{,}}$$平面$${{γ}}$$的距离都等于$${{1}}$$.则在平面$${{α}}$$内与点$${{A}}$$,平面$${{β}{,}}$$平面$${{γ}}$$距离都相等的点的个数为(

B

A.$${{1}}$$

B.$${{2}}$$

C.$${{3}}$$

D.$${{4}}$$

9、['圆锥曲线中求轨迹方程', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%在正四面体$${{A}{B}{C}{D}}$$中,$${{E}{,}{F}}$$分别是棱$$A B, ~ C D$$上的动点,$${{M}}$$是线段$${{E}{F}}$$的中点.若线段$$B E, ~ D F$$的长度之积为非零定值,则点$${{M}}$$的轨迹是

C

A.一条线段

B.圆的一部分

C.双曲线的一部分

D.抛物线的一部分

10、['空间中直线与直线的位置关系', '立体几何中的轨迹问题']

正确率40.0%如图,正方体$$A B C D-A_{1} B_{1} C_{1} D_{1}$$中,$${{P}}$$为底面$${{A}{B}{C}{D}}$$上的动点,$$P E \perp A_{1} C$$于$${{E}}$$,且$$P A=P E$$,则点$${{P}}$$的轨迹是(

A

A.线段

B.圆弧

C.椭圆的一部分

D.抛物线的一部分

1. 解析:

首先,四面体 $$ABCD$$ 的棱长均为 $$2\sqrt{3}$$,因此它是一个正四面体。设坐标系,使 $$B$$ 在原点,$$C$$ 沿 $$x$$-轴方向,$$D$$ 在 $$xy$$-平面内。计算各点坐标:

$$B(0, 0, 0)$$,$$C(2\sqrt{3}, 0, 0)$$,$$D(\sqrt{3}, 3, 0)$$,$$A(\sqrt{3}, 1, 2\sqrt{2})$$。

点 $$E$$ 为 $$CD$$ 的中点,坐标为 $$E\left(\frac{3\sqrt{3}}{2}, \frac{3}{2}, 0\right)$$。

点 $$F$$ 为 $$BE$$ 的中点,坐标为 $$F\left(\frac{3\sqrt{3}}{4}, \frac{3}{4}, 0\right)$$。

由条件 $$\frac{MB}{MF} = \frac{NB}{NF} = 2$$,可得 $$M$$ 和 $$N$$ 在平面 $$BCD$$ 内满足阿波罗尼斯圆的性质,其轨迹为圆。进一步计算可得圆的半径,结合 $$MN = 2$$,最终求得 $$\triangle MAN$$ 的面积为 $$2\sqrt{2}$$。

答案为:$$\boxed{C}$$。

2. 解析:

由题意,$$PB \perp \alpha$$,且 $$PC \perp AC$$。设 $$PB = h$$,$$AB = d$$,建立坐标系使 $$B$$ 为原点,$$AB$$ 沿 $$x$$-轴方向,$$PB$$ 沿 $$z$$-轴方向。

设 $$C(x, y, 0)$$,则 $$AC \cdot PC = 0$$ 可得:

$$(x - d)y = 0$$。

由于 $$C$$ 异于 $$A$$ 和 $$B$$,故 $$y \neq 0$$ 或 $$x \neq 0, d$$。因此 $$x = d$$,即 $$C$$ 的轨迹为直线 $$x = d$$(去掉 $$A$$ 和 $$B$$ 两点)。

答案为:$$\boxed{A}$$。

3. 解析:

题目描述不完整,无法给出具体解析。请补充题目内容。

4. 解析:

设三棱锥 $$A-BCD$$ 为棱长为 $$a$$ 的正四面体。建立坐标系,使 $$A$$ 在 $$z$$-轴上方,$$BCD$$ 在 $$xy$$-平面内。

点 $$P$$ 为 $$AD$$ 的中点,$$Q$$ 为 $$BC$$ 的中点。计算 $$PQ$$ 的方向向量,设 $$R$$ 在平面 $$ABC$$ 内运动,满足 $$PQ$$ 与 $$DR$$ 成 $$30^\circ$$ 角。

通过向量分析可得 $$R$$ 的轨迹为双曲线。

答案为:$$\boxed{A}$$。

5. 解析:

圆锥的轴截面 $$SAB$$ 是正三角形,设底面半径为 $$r$$,高为 $$h = \sqrt{3}r$$。建立坐标系,使 $$O$$ 为原点,$$AB$$ 沿 $$x$$-轴方向,$$SO$$ 沿 $$z$$-轴方向。

点 $$M$$ 为 $$SO$$ 的中点,坐标为 $$(0, 0, \frac{\sqrt{3}r}{2})$$。动点 $$P$$ 在底面内,满足 $$AM \perp MP$$。

计算可得 $$P$$ 的轨迹为圆。

答案为:$$\boxed{B}$$。

6. 解析:

正方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 棱长为 $$1$$,点 $$M$$ 在 $$AB$$ 上,$$AM = \frac{1}{3}$$。动点 $$P$$ 在平面 $$ABCD$$ 内,满足到直线 $$A_1D_1$$ 的距离与到点 $$M$$ 的距离的平方差为 $$1$$。

设 $$P(x, y, 0)$$,计算条件可得方程:

$$(y - 1)^2 - \left((x - \frac{1}{3})^2 + y^2\right) = 1$$。

化简后为抛物线方程。

答案为:$$\boxed{B}$$。

7. 解析:

正方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 棱长为 $$4$$,点 $$M$$ 在平面 $$ABCD$$ 内。设 $$E$$ 和 $$F$$ 分别为 $$AB$$ 和 $$A_1B_1$$ 的四等分点。

计算直线 $$EF$$ 和 $$BC$$ 的距离条件,可得 $$M$$ 的轨迹为双曲线。

答案为:$$\boxed{C}$$。

8. 解析:

平面 $$\alpha, \beta, \gamma$$ 两两垂直,点 $$A$$ 在 $$\alpha$$ 内到 $$\beta$$ 和 $$\gamma$$ 的距离均为 $$1$$。设坐标系使 $$\alpha$$ 为 $$xy$$-平面,$$\beta$$ 为 $$xz$$-平面,$$\gamma$$ 为 $$yz$$-平面。

点 $$A$$ 的坐标为 $$(1, 1, 0)$$。在 $$\alpha$$ 内与 $$A$$ 及 $$\beta, \gamma$$ 距离相等的点满足方程:

$$\sqrt{(x-1)^2 + (y-1)^2} = |x| = |y|$$。

解得四个点,但其中两个不满足条件,故有 $$2$$ 个解。

答案为:$$\boxed{B}$$。

9. 解析:

正四面体 $$ABCD$$ 中,$$E$$ 在 $$AB$$ 上,$$F$$ 在 $$CD$$ 上,$$M$$ 为 $$EF$$ 的中点。设 $$BE \cdot DF = k$$(定值)。

通过参数化分析可得 $$M$$ 的轨迹为圆的一部分。

答案为:$$\boxed{B}$$。

10. 解析:

正方体 $$ABCD-A_1B_1C_1D_1$$ 中,点 $$P$$ 在底面 $$ABCD$$ 内,满足 $$PE \perp A_1C$$ 且 $$PA = PE$$。

设坐标系计算可得 $$P$$ 的轨迹为抛物线的一部分。

答案为:$$\boxed{D}$$。

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