如图,在三棱锥A-BCD中,AB,AC,AD两两互相垂直,AB=AC=AD=4,点P,Q分别在侧面ABC棱AD上运动,PQ=2,M为线段PQ中点,当P,Q运动时,点M的轨迹把三棱锥A-BCD分成上、下两部分的体积之比等于_.

问题描述:

如图,在三棱锥A-BCD中,AB,AC,AD两两互相垂直,AB=AC=AD=4,点P,Q分别在侧面ABC棱AD上运动,PQ=2,M为线段PQ中点,当P,Q运动时,点M的轨迹把三棱锥A-BCD分成上、下两部分的体积之比等于______.

∵三棱锥A-BCD中,AB,AC,AD两两互相垂直,AB=AC=AD=4,
则棱锥A-BCD的体积V=

1
3
×
1
2
×4×4×4=
32
3

又∵点P,Q分别在侧面ABC棱AD上运动,PQ=2,M为线段PQ中点,
∴点M的轨迹在以A为球心以1半径的球面上
则点M的轨迹把三棱锥A-BCD分成上、下两部分的体积之比为:
1
8
4
3
•π
:(
32
3
-
1
8
4
3
•π
)=π:(64-π)
故答案为:
π
64−π