棱长为 $2$ 的正方体 $ABCD-A_1B_1C_1D_1$ 在空间直角坐标系 $O-xyz$ 中运动,其中顶点 $A$ 保持在 $z$ 轴上,顶点 $B_1$ 保持在平面 $xOy$ 上,则 $OC$ 长度的最小值是 .
【难度】
【出处】
无
【标注】
【答案】
$\sqrt 6-\sqrt 2$
【解析】
考虑让正方体 $ABCD-A_1B_1C_1D_1$ 静止,坐标系运动.由于 $OA\perp OB_1$,于是 $O$ 点在以 $AB_1$ 为直径的球面上运动.设该球面的球心为 $M$,则其半径$$r=MA=\dfrac 12AB_1=\sqrt 2,$$而 $MC=\sqrt 6$,因此 $OC$ 长度的最小值为\[|MC-r|=\sqrt 6-\sqrt 2.\]

题目
答案
解析
备注