本题导读
本题核心考查空间线面垂直的性质以及两平面交线的几何实质。关键是将动直线 的集合转化为一个具体的空间几何平面。
📌【题干】
Question
(2006年北京卷(理)) 平面 的斜线 交 于点 ,过定点 的动直线 与 垂直,且交 于点 ,则动点 的轨迹是 ()
A. 一条直线 B. 一个圆 C. 一个椭圆 D. 双曲线的一支
🔍【思路分析】
破题导航
分析动直线 构成的集合:过定点 且与定直线 垂直的所有直线 都在同一个平面内(记该平面为 ),且该平面 满足 。 分析动点 的几何特征:点 是动直线 与平面 的交点,同时直线 落在平面 内,故点 必然既在平面 内,又在平面 内。 判定两平面位置关系:因为 是平面 的斜线,所以平面 与平面 不重合也不平行,两者必然相交,动点 的轨迹即为这两个平面的交线。
✅【答案】
Success
A
✍【详细解析】
Abstract
解: 根据空间几何性质,过定点 且与已知直线 垂直的直线有无数条,这无数条动直线 的集合共同构成一个过点 且以 为法向量的平面,记为平面 。 即:所有动直线 均在平面 内,且 。
因为动直线 交平面 于点 , 所以点 属于直线 。由于 ,故点 必在平面 内(即 )。 同时,题目明确指出直线 交 于点 ,故点 显然也在平面 内(即 )。
因此,动点 是平面 与平面 的公共点。
因为 是平面 的斜线(不垂直于 ),而 , 根据空间两平面位置关系,平面 与平面 一定不重合、不平行,它们必然相交于一条直线。
所以,动点 的轨迹就是平面 与平面 的交线,即为一条直线。
故选 A
💡【考点归纳与避坑指南】
Danger
- 核心考点:线面垂直的定义(垂直于已知直线的直线的集合是一个平面)、两平面相交的交线定理。
- 核心方法:空间几何图形降维转换法(将线的轨迹问题转化为面的交线问题)。
- 避坑指南:极易受圆锥曲线(如用一平面截圆锥面得到椭圆、双曲线等)或球体截面的思维定势影响,误认为存在“垂直”或“斜线”就会在平面上投影出一个圆或椭圆,从而错选 B 或 C。务必通过“线在面内”的严格逻辑进行推导。
📖【试题探源与推广】
Tip
试题探源: 本题源于人教A版必修第二册“立体几何初步”中关于线面垂直基本概念辨析与运用的拓展题。 结论推广: 空间中,满足到定点距离为定值的点的轨迹是球面;而在空间中满足与定直线垂直且过定点的直线的轨迹是一个平面。本题就是利用此结论,求该轨迹平面与另一已知平面的交线。
🔗【关联脉络】
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