等腰直角三角形 ABE 的斜边为正四面体 ABCD 的侧棱,直角边 AE 绕斜边 AB 旋转,则在旋转的过程中,下列说法正确的有( )
A.四面体 E−BCD 的体积有最大值和最小值
B.存在某个位置,使得 AE⊥BD
C.设二面角 D−AB−E 的平面角为 θ,则 θ⩾∠DAE
D.AE 的中点 M 与 AB 的中点 N 连线交平面 BCD 于点 P,则点 P 的轨迹为椭圆
答案 ABD.
解析 如图.
如图,E 的轨迹是以 AB 的中点 N 为圆心,所在平面与 AB 垂直,半径 r=12AB 的圆 N.
选项 A 设 CD 的中点为 T,则 NT>r,于是圆 N 与平面 BCD 没有公共点,因此四面体 E−BCD 的体积有最大值和最小值,命题正确.
选项 B 设 △BCD 的中心为 H,BD 的中点为 S,则圆 N 与平面 AHS 的公共点位置就是使得 AE⊥BD 的位置,命题正确.
选项 C 二面角 D−AB−E 取 0∘ 时,显然有 θ<∠DAE,命题错误.
选项 D 本质即以 N 为锥顶,NM 为母线的圆锥面被平面 BCD 所截得到的轨迹.由于旋转轴与母线所成的角为 45∘,而旋转轴与截面所成角为 ∠TBA>45∘,于是截得轨迹为椭圆,命题正确.