Правильная треугольная призма пересечена плоскостью, проходящей через середины ребер AB,
Сторона основания призмы равна 2, а высота призмы равна
а) Найдите угол между плоскостью сечения и плоскостью основания призмы.
б) Найдите площадь сечения.
Введем координаты с началом в точке A и осями, направленными вдоль AB, перпендикуляра к AB в плоскости основания, Тогда координаты вершин будут такими —
где
Середины указанных в условии ребер будут иметь координаты
Допустим, уравнение плоскости, проходящей через них, это
Подставляя эти точки, получаем:
Пусть, например,
Тогда из последнего уравнения
а из второго:
Итак, уравнение плоскости имеет вид:
а) Найдем по формуле косинус угла между этой плоскостью и плоскостью основания
Значит, угол равен
б) Найдем точки пересечения плоскости с ребрами AC и Координаты точек на AC удовлетворяют условиям
и
Подставляя эти данные в уравнение плоскости, получим
то есть
Аналогично, координаты точек на
удовлетворяют условиям
Подставляя эти данные в уравнение плоскости, получим
то есть
Если соединить полученные пять точек — получим сечение призмы. Его проекция на плоскость основания — тоже пятиугольник (см. рис. 2). Его площадь можно найти, вычитая из площади треугольника площади двух маленьких треугольников. Их площади, в свою очередь, легко найти, поскольку они имеют угол
а их стороны, прилегающие к этому углу, нам известны. Имеем:
По теореме о площади фигуры и площади проекции площадь сечения равна
Ответ: а) б)

