例4 如图5,在等腰Rt△ABC中,AB⊥AC,BC=2,M为BC的中点,N为AC的中点,D为线段BM上一个动点(异于两端点),△ABD沿AD翻折至B1D⊥DC,点A在平面B1CD上的投影为点O,当点D在线段BM上运动时,以下说法错误的是( )
图5
A.线段NO为定长
B.CO∈(1,)
C.∠AMO+∠B1DA>180°
D.点O的轨迹是圆弧
答案 C
解析 如图6,记B2为B1在平面ADC上的射影,由B1D⊥DC可得B2D⊥DC.记B2D交AB于点K,则DC⊥平面B1B2K.在△B1DC中,作EM∥B1D交B1C于点E,连接AE,则平面AEM∥平面B1B2K,平面AEM⊥平面B1DC,从而点A在平面B1DC上的射影O在直线EM上.取AM的中点H,则NH=MC=,OH=AM=,ON=均为定长.易知点O的轨迹是以点H为圆心、为半径的圆弧,因为CO2=MO2+MC2,且MO∈(0,1),所以CO∈(1,).又∠AMO+∠AME=180°,∠AME=∠B1DK,由最小角定理知∠B1DB2<180°-∠B1DA,
得∠B1DK>∠B1DA,
于是∠AMO+∠B1DA<180°.故选C.
图6
5.觅得定值明轨迹--动中有静
在解决立体几何中的"动态"问题时,探寻变化过程中的不变关系,是解决动态问题的常用手段.
例5 如图7,已知线段AB垂直于定圆所在的平面,B,C是⊙O上的两个点,H是点B在AC上的射影,当点C运动时,点H运动的轨迹是( )