Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Все ребра куба равны  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та .

а)  По­строй­те се­че­ние куба, про­хо­дя­щее через се­ре­ди­ны ребер AB, BC, CC1.

б)  Най­ди­те пло­щадь этого се­че­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­ме­стим за­дан­ный куб в де­кар­то­ву си­сте­му ко­ор­ди­нат, как по­ка­за­но на ри­су­нок 1.

Пусть M – се­ре­ди­на ребра AB, N  — се­ре­ди­на BC, P  — се­ре­ди­на CC1. И пусть ребро куба равно  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та =2t. Тогда: M левая круг­лая скоб­ка 2t;t;0 пра­вая круг­лая скоб­ка ,N левая круг­лая скоб­ка t;2t;0 пра­вая круг­лая скоб­ка ,P левая круг­лая скоб­ка 0;2t;t пра­вая круг­лая скоб­ка . Со­ста­вим урав­не­ние се­ку­щей плос­ко­сти.

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка 2ta плюс tb плюс d=0 , новая стро­ка ta плюс 2tb плюс d=0 , новая стро­ка 2tb плюс tc плюс d=0 . конец си­сте­мы .

Из пер­вых двух урав­не­ний си­сте­мы:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка 2ta плюс tb плюс d=0 , новая стро­ка минус 2ta минус 4tb минус 2d=0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка минус 3tb=d , новая стро­ка ta= минус d минус 2tb конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка b= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби , новая стро­ка ta= минус d плюс дробь: чис­ли­тель: 2d, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби  конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка b= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби , новая стро­ка ta= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби  конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка b= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби , новая стро­ка a= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби . конец си­сте­мы .

 

tc= минус d минус 2tb= минус d минус 2t умно­жить на левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = минус d плюс дробь: чис­ли­тель: 2d, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;c= минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби .

 

Ис­ко­мое урав­не­ние имеет вид:  минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби x минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби y минус дробь: чис­ли­тель: d, зна­ме­на­тель: 3t конец дроби z плюс d=0 рав­но­силь­но x плюс y плюс z минус 3t=0.

Най­дем ор­ди­на­ту Q, точки пе­ре­се­че­ния се­ку­щей плос­ко­сти αи ребра D1C1.

При x=0,z=2t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та y= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; абс­цис­са R, точки пе­ре­се­че­ния α и ребра A1D1, при y=0,z=2t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та x=t= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; ап­пли­ка­та S, точки пе­ре­се­че­ния α и ребра A1A, при y=0,x=2t= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та z=t= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 134 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Ше­сти­уголь­ник MNPQRS  — ис­ко­мое се­че­ние.

б)  Най­дем ко­си­нус угла φ между плос­ко­стью α и ниж­ним ос­но­ва­ни­ем куба. (урав­не­ние по­след­не­го имеет вид: z  =  0).

Нор­маль­ный век­тор плос­ко­сти α: \overlinen_1= левая круг­лая скоб­ка \overline1;1;1 пра­вая круг­лая скоб­ка , нор­маль­ный век­тор ниж­не­го ос­но­ва­ния куба \overlinen_2= левая круг­лая скоб­ка \overline0;0;1 пра­вая круг­лая скоб­ка ;

 ко­си­нус \varphi = дробь: чис­ли­тель: \left| 1 умно­жить на 0 плюс 1 умно­жить на 0 плюс 1 умно­жить на 1 |, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс 1 плюс 1 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 0 плюс 0 плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Про­ек­ция се­че­ния на ниж­нее ос­но­ва­ние куба  — ше­сти­уголь­ник M1N1CQ1R1A, пло­щадь ко­то­ро­го равен

4t в квад­ра­те минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: t в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =3t в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 3 умно­жить на 134, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 201, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби

(ри­су­нок 2).

S_сеч.= дробь: чис­ли­тель: 201, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби : ко­си­нус \varphi = дробь: чис­ли­тель: 201 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 201 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.2
Ре­ше­ние со­дер­жит обос­но­ван­ный пе­ре­ход к пла­ни­мет­ри­че­ской за­да­че, но по­лу­чен не­вер­ный ответ или ре­ше­ние не за­кон­че­но

ИЛИ

при пра­виль­ном от­ве­те ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 134
Методы геометрии: Ис­поль­зо­ва­ние век­то­ров, Метод ко­ор­ди­нат
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Куб, Пло­щадь се­че­ния, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки