19.已知圆柱底面半径为1,高为,ABCD是圆柱的一个轴截面.动点M从点B出发沿着圆柱的侧面到达点D,其距离最短时在侧面留下的曲线如图所示.将轴截面ABCD绕着轴逆时针旋转后,边与曲线相交于点P.
(1)求曲线长度;
(2)当时,求点到平面APB的距离;
(3)是否存在,使得二面角的大小为?若存在,求出线段BP的长度;若不存在,请说明理由.
解法一:(1)将圆柱一半展开后底面的半个圆周变成长方形的边BA,曲线就是对角线BD。 由于,,所以这实际上是一个正方形.所以曲线的长度为;
(2)当时,点恰好为AB的中点,所以P为中点,
故点到平面APB的距离与点到平面APB的距离相等。
连结AP、BP,OP. 由且知:平面APB.
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