(理科)正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,在正方体的表面上与点A距离为233的点的集合形成一条曲线,则这条曲线的长度为 ___ .

问题描述:

(理科)正方体ABCD-A1B1C1D1的棱长为1,在正方体的表面上与点A距离为

2
3
3
的点的集合形成一条曲线,则这条曲线的长度为 ___ .

由题意,此问题的实质是以A为球心、

2
3
3

为半径的球在正方体ABCD-A1B1C1D1各个面上交线的长度计算,正方体的各个面根据与球心位置关系分成两类:ABCD、AA1DD1、AA1BB1为过球心的截面,截痕为大圆弧,各弧圆心角为
π
6
、A1B1C1D1、B1BCC1、D1DCC1为与球心距离为1的截面,截痕为小圆弧,由于截面圆半径为r=
3
3
,故各段弧圆心角为
π
2
.∴这条曲线长度为3•
π
6
2
3
3
+3•
π
2
3
3
=
5
3
6
π

故答案为
5
3
6
π

答案解析:本题首先要弄清楚曲线的形状,再根据曲线的性质及解析几何知识即可求出长度.
考试点:弧长公式;棱柱的结构特征.
知识点:本题以正方体为载体,考查轨迹,考查曲线的周长,有一定的难度.