(2011•武漢模擬)在棱長為3的正方體ABCD-A1B1C1D1中,長為2的線段的一個端點M在棱DD1上,另一個端點N在底面ABCD內(nèi),則MN的中點P的軌跡是
以D為中心,半徑為1的球的
1
8
以D為中心,半徑為1的球的
1
8
,它與有公共頂點D的正方體的三個面所圍成的幾何體的體積是
π
6
π
6
分析:根據(jù)題意,連接N點與D點,得到一個直角三角形△NMD,P為斜邊MN的中點,所以|PD|的長度不變,進而得到點P的軌跡是球面的一部分,然后利用球的體積公式進行求解.
解答:解:如圖可得,端點N在正方形ABCD內(nèi)運動,連接N點與D點,由ND,DM,MN構(gòu)成一個直角三角形,
設(shè)P為MN的中點,根據(jù)直角三角形斜邊上的中線長度為斜邊的一半可得DP=
1
2
MN=1
,
不論△MDN如何變化,P點到D點的距離始終等于1.
∴MN的中點P的軌跡是
不論△MDN如何變化,P點到D點的距離始終等于1.
故P點的軌跡是一個以D為中心,半徑為1的球的
1
8
球面積.
體積為
1
8
×
4
3
π×13=
π
6

故答案為:以D為中心,半徑為1的球的
1
8
,
π
6
點評:本題主要考查點的軌跡方程的判斷,考查球的體積公式,綜合性較強.
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OA
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1
1

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