题目内容

(2012•大连二模)△ABC中,已知AB=2
7
,BC=3
7
,AC=7.D是边AC上一点,将△ABD沿BD折起,得到三棱锥A-BCD.若该三棱锥的顶点A在底面BCD的射影M在线段BC上,设BM=x,则x的取值范围为(  )
分析:根据题意可得:折叠前在图1中,AM⊥BD,垂足为N.设图1中A点在BC上的射影为M1,运动点D并加以观察,可得
当D点与C点无限接近时,点M与点M1无限接近,所以BM>BM1.在图2中根据斜边大于直角边,可得BM<AB,所以BM1<BM<AB.最后在△ABC中,利用余弦定理算出∠ABC=60°,然后在Rt△AM1B中算出BM1=
7
,可得答案.
解答:解:根据题意,可得
∵将△ABD沿BD折起,得到三棱锥A-BCD,且点A在底面BCD的射影M在线段BC上,
∴在图2中,AM⊥平面BCD,MN、AN都与BD垂直
因此,折叠前在图1中,AM⊥BD,垂足为N.
在图1中过A作AM1⊥BC于M1,运动点D可得当D点与C点无限接近时,折痕BD接近BC,此时M与点M1无限接近;
在图2中,由于AB是Rt△ABM的斜边,BM是直角边,所以BM<AB.
由此可得:BM1<BM<AB,
∵△ABC中,AB=2
7
,BC=3
7
,AC=7,
∴cos∠ABC=
28+63-49
2×2
7
×3
7
=
1
2
,可得∠ABC=60°,
由此可得Rt△AM1B中,BM1=ABcos60°=
7

7
<BM<2
7
,由BM=x可得x的取值范围为(
7
,2
7
).
故选:C
点评:本题以平面图形的折叠为载体,求线段BM的取值范围.着重考查了空间垂直位置关系的判定与性质、余弦定理解三角形等知识,同时考查了空间想象能力与逻辑推理能力,属于中档题.
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