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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