用一个平面去截直立放置的圆柱,得圆柱的下半部分如图,其中

为截面的最低点,

为截面的最高点,

为线段

中点,

为截面边界上任意一点,作

垂直圆柱底面于点

,

垂直圆柱于底面于点

,

垂直圆柱于底面于点

,圆柱底面圆心为

。已知

为底面直径,

在以

为直径的圆周上,

垂直底面,

,

,

,以

为原点,

为

轴正方向,圆柱底面为

平面,

为

轴正方向建立空间直角坐标系,设点

。


(1)求点

的坐标,并求出

与

之间满足的关系式;
(2)三视图是解决立体几何问题时的有效工具,将圆柱下半部分在

平面上的投影作为主视图,在

平面上的投影作为俯视图;在方框中作出主视图,并说明理由;再求出左视图所围区域的面积;
(3)判断截面的边界是什么曲线,并证明.再指出截面的面积(不需要证明)