如圖,P是正四面體V-ABC的面VBC上一點,點P到平面ABC距離與到點V的距離相等,則動點P的軌跡是( )

A.直線
B.拋物線
C.離心率為的橢圓
D.離心率為3的雙曲線
【答案】分析:由題設條件將點P到平面ABC距離與到點V的距離相等轉化成在面VBC中點P到V的距離與到定直線BC的距離比是一個常數(shù),依據(jù)圓錐曲線的第二定義判斷出其軌跡的形狀.
解答:解:∵正四面體V-ABC∴面VBC不垂直面ABC,過P作PD⊥面ABC于D,過D作DH⊥BC于H,連接PH,
可得BC⊥面DPH,所以BC⊥PH,故∠PHD為二面角V-BC-A的平面角令其為θ
則Rt△PGH中,|PD|:|PH|=sinθ(θ為V-BC-A的二面角的大。
又點P到平面ABC距離與到點V的距離相等,即|PV|=|PD|
∴|PV|:|PH|=sinθ<1,即在平面VBC中,點P到定點V的距離與定直線BC的距離之比是一個常數(shù)sinθ,
又在正四面體V-ABC,V-BC-A的二面角的大小θ有:sinθ=<1,
由橢圓定義知P點軌跡為橢圓在面SBC內(nèi)的一部分.
故選C.
點評:考查二面角、橢圓的定義、軌跡方程等基礎知識,考查運算求解能力,考查數(shù)形結合思想、化歸與轉化思想.
練習冊系列答案
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精英家教網(wǎng)如圖,P-ABC是底面邊長為1的正三棱錐,D、E、F分別為棱長PA、PB、PC上的點,截面DEF∥底面ABC,且棱臺DEF-ABC與棱錐P-ABC的棱長和相等.(棱長和是指多面體中所有棱的長度之和)
(1)證明:P-ABC為正四面體;
(2)若PD=PA=
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求二面角D-BC-A的大;(結果用反三角函數(shù)值表示)
(3)設棱臺DEF-ABC的體積為V,是否存在體積為V且各棱長均相等的直平行六面體,使得它與棱臺DEF-ABC有相同的棱長和?若存在,請具體構造出這樣的一個直平行六面體,并給出證明;若不存在,請說明理由.

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如圖,P是正四面體V-ABC的面VBC上一點,點P到平面ABC距離與到點V的距離相等,則動點P的軌跡是


  1. A.
    直線
  2. B.
    拋物線
  3. C.
    離心率為數(shù)學公式的橢圓
  4. D.
    離心率為3的雙曲線

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科目:高中數(shù)學 來源:上海高考真題 題型:解答題

如圖,P-ABC是底面邊長為1的正三棱錐,D、E、F分別為棱長PA、PB、PC上的點,截面DEF∥底面ABC,且棱臺DEF-ABC與棱錐P-ABC的棱長和相等。(棱長和是指多面體中所有棱的長度之和)

(1)證明:P-ABC為正四面體;
(2)若PD=PA,求二面角D-BC-A的大;(結果用反三角函數(shù)值表示)
(3)設棱臺DEF-ABC的體積為V,是否存在體積為V且各棱長均相等的直平行六面體,使得它與棱臺DEF-ABC有相同的棱長和?若存在,請具體構造出這樣的一個直平行六面體,并給出證明;若不存在,請說明理由。

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