Все ребра правильной шестиугольной призмы ABCDEFA1B1C1D1E1F1 равны $\sqrt{аргумента: 133} аргумента$
а) Построить сечение призмы плоскостью AFC1.
б) Найдите площадь этого сечения.
а) Построить сечение призмы плоскостью AFC1.
б) Найдите площадь этого сечения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Поместим призму в декартову систему координат, как показано на рисунке.
Пусть ребра призмы равны t. Тогда имеем:
$A ( \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; - $\frac{t}{2}$ ;0 )$ $F ( \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; $\frac{t}{2}$ ;0 )$ $C_1 ( - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; - $\frac{t}{2}$ ;t )$
Найдем уравнение секущей плоскости, которая имеет вид: ax + by + cz + d = 0. Пусть $d= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Так как точки A, F, C1 лежат в этой плоскости, то:
$$$\begin{cases} новая строка \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a - $\frac{t}{2}$ b + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 \\[6pt] новая строка \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a + $\frac{t}{2}$ b + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 \\[6pt] новая строка - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a - $\frac{t}{2}$ b + tc + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 . \end{cases}$$$
Вычитая из второго уравнения первое, получим: tb = 0; b = 0. Тогда:
$\frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = сильно a= - \frac{2}{t}$
$ - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} \cdot ( - $\frac{2}{t}$ ) + tc= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$\sqrt{аргумента: 3} аргумента + tc= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ;c= - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t}$
Итак, искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{2}{t}$ x - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ или $\frac{2}{t} x + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ Это — уравнение секущей плоскости. Ее нормальный вектор: $\overlinen_1= ( \overline $\frac{2}{t}$ ;0; \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} )$
Итак, искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{2}{t}$ x - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ или $\frac{2}{t} x + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ Это — уравнение секущей плоскости. Ее нормальный вектор: $\overlinen_1= ( \overline $\frac{2}{t}$ ;0; \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} )$
Найдем координаты пересечения секущей плоскости и прямых BB1 и EE1. Искомая точка $K ( 0; - t;z_k )$ Поскольку эта точка лежит на секущей плоскости, то $\frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z_k - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ $z_k= \frac{t}{2}$
Таким образом, секущая плоскость пересекает ребро BB1 в точке $K ( 0; - t; $\frac{t}{2}$ )$ то есть в середине ребра BB1. Аналогично найдем точку L — пересечение секущей плоскости и ребра EE1. Также L окажется серединой ребра EE1. Ясно, что сечение будет проходить через вершину D1. Искомым сечением будет шестиугольник AKC1D1LF.
б) Уравнение плоскости нижнего основания призмы: z = 0, ее нормальный вектор $\overlinen_2= ( \overline0;0;1 )$
Если угол между секущей плоскостью и нижним основанием призмы обозначить α, то
$\cos альфа = \frac{\left| $\frac{2}{t}$ \cdot 0 + 0 \cdot 0 + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} \cdot 1 |,}{\sqrt{аргумента: $\frac{4}{t}$ аргумента ^2} + 0 + $\frac{12}{t ^2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 0}$ аргумента ^2 + 0 ^2 + 1 ^2} = \frac{\frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} ,}{$\frac{4}{t}$} = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_осн.=6 \cdot \frac{a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{4} = \frac{3a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_сеч.= $\frac{S_осн.}{\cos альфа}$ = \frac{3a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} : \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =3a ^2 =3 \cdot 133=399$
Ответ: б) 399.
Пусть ребра призмы равны t. Тогда имеем:
$A ( \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; - $\frac{t}{2}$ ;0 )$ $F ( \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; $\frac{t}{2}$ ;0 )$ $C_1 ( - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} ; - $\frac{t}{2}$ ;t )$
Найдем уравнение секущей плоскости, которая имеет вид: ax + by + cz + d = 0. Пусть $d= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Так как точки A, F, C1 лежат в этой плоскости, то:
$$$\begin{cases} новая строка \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a - $\frac{t}{2}$ b + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 \\[6pt] новая строка \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a + $\frac{t}{2}$ b + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 \\[6pt] новая строка - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a - $\frac{t}{2}$ b + tc + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0 . \end{cases}$$$
Вычитая из второго уравнения первое, получим: tb = 0; b = 0. Тогда:
$\frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} a= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = сильно a= - \frac{2}{t}$
$ - \frac{t $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} \cdot ( - $\frac{2}{t}$ ) + tc= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$\sqrt{аргумента: 3} аргумента + tc= - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ;c= - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t}$
Итак, искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{2}{t}$ x - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ или $\frac{2}{t} x + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ Это — уравнение секущей плоскости. Ее нормальный вектор: $\overlinen_1= ( \overline $\frac{2}{t}$ ;0; \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} )$
Итак, искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{2}{t}$ x - \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ или $\frac{2}{t} x + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ Это — уравнение секущей плоскости. Ее нормальный вектор: $\overlinen_1= ( \overline $\frac{2}{t}$ ;0; \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} )$
Найдем координаты пересечения секущей плоскости и прямых BB1 и EE1. Искомая точка $K ( 0; - t;z_k )$ Поскольку эта точка лежит на секущей плоскости, то $\frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} z_k - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =0$ $z_k= \frac{t}{2}$
Таким образом, секущая плоскость пересекает ребро BB1 в точке $K ( 0; - t; $\frac{t}{2}$ )$ то есть в середине ребра BB1. Аналогично найдем точку L — пересечение секущей плоскости и ребра EE1. Также L окажется серединой ребра EE1. Ясно, что сечение будет проходить через вершину D1. Искомым сечением будет шестиугольник AKC1D1LF.
б) Уравнение плоскости нижнего основания призмы: z = 0, ее нормальный вектор $\overlinen_2= ( \overline0;0;1 )$
Если угол между секущей плоскостью и нижним основанием призмы обозначить α, то
$\cos альфа = \frac{\left| $\frac{2}{t}$ \cdot 0 + 0 \cdot 0 + \frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} \cdot 1 |,}{\sqrt{аргумента: $\frac{4}{t}$ аргумента ^2} + 0 + $\frac{12}{t ^2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 0}$ аргумента ^2 + 0 ^2 + 1 ^2} = \frac{\frac{2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{t} ,}{$\frac{4}{t}$} = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_осн.=6 \cdot \frac{a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{4} = \frac{3a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_сеч.= $\frac{S_осн.}{\cos альфа}$ = \frac{3a ^2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} : \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =3a ^2 =3 \cdot 133=399$
Ответ: б) 399.
Правильный ответ:
б) 399
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68569 • Задание №14
Радиусы окружностей с центрами O1 и O2 равны соответственно 1 и 3. Найдите радиус третьей окружности, которая ...
ID 67106 • Задание №12
Найдите точку минимума функции $y= левая круглая скобка 3x в квадрате минус 36x плюс 36 правая круглая скобка ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
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
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
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
🔗 Другие задания линии №10 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 66389
В 2008 году в городском квартале проживало $40 \thinspace 000$ человек. В 2009 году, в результа...
ID 66390
В понедельник акции компании подорожали на некоторое количество процентов, а во вторник подешев...
ID 66391
Четыре одинаковые рубашки дешевле куртки на 8%. На сколько процентов пять таких же рубашек доро...
ID 66392
Семья состоит из мужа, жены и их дочери студентки. Если бы зарплата мужа увеличилась вдвое, общ...
ID 66393
Цена холодильника в магазине ежегодно уменьшается на одно и то же число процентов от предыдущей...