每日一题[3004]折叠轨迹

如图,已知矩形 $ABCD$ 中,$AB=\sqrt 3$,$AD=1$,$AF\perp ABCD$ 且 $AF=3$,$E$ 为线段 $DC$ 上的点,连接 $FB,FC$.沿直线 $AE$ 将 $\triangle DAE$ 向上翻折成 $\triangle D'AE$,$M$ 为 $BD'$ 的中点,则下列说法正确的是(       )

A.三棱锥 $A-BCF$ 的体积为 $\dfrac{3\sqrt 3}2$

B.当点 $E$ 固定在线段 $DC$ 某位置时,$D'$ 在某个圆上运动

C.当点 $E$ 在线段 $DC$ 上运动时,$D'$ 在某个球面上运动

D.当点 $E$ 在线段 $DC$ 上运动时,三棱锥 $M-BCF$ 的体积的最小值为 $\dfrac{\sqrt 3}{12}$

答案    BC.

解析    对于选项 $\boxed{A}$,三棱锥 $A-BCF$ 的体积\[[A-BCF]=[F-ABC]=\dfrac13\cdot d(F,ABC)\cdot [\triangle ABC]=\dfrac13\cdot 3\cdot \dfrac{\sqrt 3}2=\dfrac{\sqrt 3}2,\]选项不正确.

对于选项 $\boxed{B}$,过 $D$ 作 $DH\perp AE$ 于 $H$,则 $D'$ 在以 $H$ 为圆心,$|DH|$ 为半径的圆上运动,选项正确.

对于选项 $\boxed{C}$,由于 $|AD'|=|AD|=1$,因此 $D'$ 在以 $A$ 为球心半径为 $1$ 的球面上运动,选项正确.

对于选项 $\boxed{D}$,三棱锥 $M-BCF$ 的体积\[\begin{split} [M-BCF]&=\dfrac 12[D'-BCF]\\ &=\dfrac 16\cdot d(D',BCF)\cdot [\triangle BCF]\\ &\geqslant \dfrac 16\cdot \left(d(A,BCF)-|AD'|\right)\cdot [\triangle BCF] \\ &=\dfrac 16\cdot \left(\dfrac 32-1\right)\cdot \sqrt 3\\ &=\dfrac{\sqrt 3}{12},\end{split}\]等号当 $AD'\perp BCF$ 时取得,因此选项正确.

综上所述,正确的选项为 $\boxed{B}$ $\boxed{C}$.

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