Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Ос­но­ва­ние пря­мой приз­мы ABCA_1B_1C_1 рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник ABC, в ко­то­ром AB=BC=5, AC=6. Вы­со­та приз­мы равна  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та . На сто­ро­нах A_1C_1, A_1B_1 и AC вы­бра­ны со­от­вет­ствен­но точки D_1, E_1 и D так, что A_1D_1= дробь: чис­ли­тель: A_1C_1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ; A_1E_1=B_1E_1; CD= дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , и через эти точки про­ве­де­на плос­кость.

а)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния приз­мы этой плос­ко­стью.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки A_1 до плос­ко­сти се­че­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть H и H_1  — се­ре­ди­ны ребер AC и A_1C_1 со­от­вет­ствен­но. Тогда AH=3 и по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра

HB= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те минус AH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =4.

а)  За­ме­тим, что D_1E_1  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка A_1B_1H_1, по­это­му пря­мая D_1E_1 пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой A_1C_1. Про­ве­дем тогда через D пря­мую, пер­пен­ди­ку­ляр­ную AC, она будет па­рал­лель­на D_1E_1, по­это­му тоже будет ле­жать в плос­ко­сти се­че­ния. Плос­кость се­че­ния пе­ре­се­ка­ет еще ребро BB_1 и се­че­ния яв­ля­ет­ся пя­ти­уголь­ни­ком. Спро­еци­ру­ем его на плос­кость ниж­не­го ос­но­ва­ния. Пло­щадь по­лу­чен­но­го пя­ти­уголь­ни­ка можно найти, вы­чи­тая из пло­ща­ди ABC две пло­ща­ди пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков. У од­но­го катет  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби AC= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и ги­по­те­ну­за  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , по­это­му вто­рой катет  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та =2 и пло­щадь  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . У дру­го­го катет  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AC=2 и он по­до­бен пер­во­му по двум углам, ко­эф­фи­ци­ент по­до­бия равен 2: дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Зна­чит, его пло­щадь равна  дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Итого, пло­щадь про­ек­ции равна

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC умно­жить на BH минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 47, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Най­дем те­перь угол между плос­ко­стью ос­но­ва­ния и плос­ко­стью се­че­ния. Плос­ко­сти пе­ре­се­ка­ют­ся по пря­мой, про­ве­ден­ной через D пер­пен­ди­ку­ляр­но AC. Зна­чит, AC и D_1D  — пер­пен­ди­ку­ля­ры к этой пря­мой (вто­рое- по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах, его про­ек­ция лежит на AC). Оста­лось по­счи­тать угол между ними. Ясно что DD_1  — ги­по­те­ну­за тре­уголь­ни­ка с вер­ти­каль­ным ка­те­том  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та (вы­со­та приз­мы) и го­ри­зон­таль­ным

AC минус DC минус A_1D_1= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

по­это­му

DD_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 плюс дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  ко­си­нус \angle D_1DA= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби : дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

По тео­ре­ме о пло­ща­ди фи­гу­ры и пло­ща­ди про­ек­ции, пло­щадь се­че­ния равна:  дробь: чис­ли­тель: 47, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби : дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 329, зна­ме­на­тель: 30 конец дроби .

б)  Про­ве­дем из A_1 вы­со­ту к DD_1. Она будет пер­пен­ди­ку­ляр­на к DD_1 по по­стро­е­нию и к D_1E_1 по­сколь­ку будет ле­жать в грани AA_1C_1C, пер­пен­ди­ку­ляр­ной к D_1E_1. Зна­чит, эта вы­со­та будет пер­пен­ди­ку­ляр­на двум пе­ре­се­ка­ю­щим­ся пря­мым плос­ко­сти се­че­ния, по­это­му она-то и даст рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти. По­лу­ча­ем:

d левая круг­лая скоб­ка A_1,DD_1 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2S_A_1D_1D, зна­ме­на­тель: DD_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: A_1D_1 умно­жить на d левая круг­лая скоб­ка D,A_1D_1 пра­вая круг­лая скоб­ка , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

 

Ответ: а)  дробь: чис­ли­тель: 329, зна­ме­на­тель: 30 конец дроби ; б)  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 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 № 255
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния и пло­щадь про­ек­ции се­че­ния, Пря­мая тре­уголь­ная приз­ма, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки