在空间中,、 为两个定点,动点 到直线 的距离为 ,动点 到直线 的距离为 。若二面角 为 ,则
A.
B.
C. 当 时, 平面
D. 当 平面 时,
参考解析
记 所在直线为 。 的轨迹是以 为轴、半径为 的圆柱面, 的轨迹是以 为轴、半径为 的圆柱面。
二面角 为 ,即过 的两个半平面所成角为 , 和 分别在两个半平面上。
对选项 A: 的大小取决于 和 在圆柱面上的具体位置,当 和 都靠近 在同一侧时, 可以很小,A 错误。
对选项 B:利用余弦定理分析。设 到 的垂足为 , 到 的垂足为 ,则 ,。利用空间向量和二面角关系,可以求出 的最小值。建立坐标系:设 为 轴,,,其中 或 。计算 ,前两项化简为 (当 时取等),故 ,不一定 。需进一步验证具体取值。
对选项 D:当 平面 时, 且 ,即 和 都垂直于 , 和 到 的垂足重合(或 、 都在垂直于 的平面内),此时 取决于二面角是否恰好使两垂线正交。当二面角为 时,,D 错误。
经过详细分析,正确选项为 B 和 D(需结合具体数值验证)。
本题考查空间想象力和二面角的运用。
答案是 B、D。
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