Все ребра куба равны $\sqrt{аргумента: 134} аргумента$
а) Постройте сечение куба, проходящее через середины ребер AB, BC, CC1.
б) Найдите площадь этого сечения.
а) Постройте сечение куба, проходящее через середины ребер AB, BC, CC1.
б) Найдите площадь этого сечения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
а) Поместим заданный куб в декартову систему координат, как показано на рисунок 1.
[рис.]
Пусть M – середина ребра AB, N — середина BC, P — середина CC1. И пусть ребро куба = $\sqrt{аргумента: 134} аргумента =2t$ Тогда: $M ( 2t;t;0 ) ,N ( t;2t;0 ) ,P ( 0;2t;t )$ Составим уравнение секущей плоскости.
$$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка ta + 2tb + d=0 \\[6pt] новая строка 2tb + tc + d=0 . \end{cases}$$$
Из первых двух уравнений системы:
$$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка - 2ta - 4tb - 2d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка - 3tb=d \\[6pt] новая строка ta= - d - 2tb \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - d + $\frac{2d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - $\frac{d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка a= - $\frac{d}{3t}$ . \end{cases}$$$ $$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка - 2ta - 4tb - 2d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка - 3tb=d \\[6pt] новая строка ta= - d - 2tb \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - d + $\frac{2d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - $\frac{d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка a= - $\frac{d}{3t}$ . \end{cases}$$$
$tc= - d - 2tb= - d - 2t \cdot ( - $\frac{d}{3t}$ ) = - d + $\frac{2d}{3}$ = - $\frac{d}{3}$ ;c= - \frac{d}{3t}$
Искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{d}{3t}$ x - $\frac{d}{3t}$ y - $\frac{d}{3t}$ z + d=0 = сильно x + y + z - 3t=0$
Найдем ординату Q, точки пересечения секущей плоскости αи ребра D1C1.
При $x=0,z=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $y= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$ абсцисса R, точки пересечения α и ребра A1D1, при $y=0,z=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $x=t= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$ аппликата S, точки пересечения α и ребра A1A, при $y=0,x=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $z=t= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$
Шестиугольник MNPQRS — искомое сечение.
[рис.] б) Найдем \cos угла φ между плоскостью α и нижним основанием куба. (уравнение последнего имеет вид: z = 0).
Нормальный вектор плоскости α: $\overlinen_1= ( \overline1;1;1 )$ нормальный вектор нижнего основания куба $\overlinen_2= ( \overline0;0;1 )$
$\cos \varphi = \frac{\left| 1 \cdot 0 + 1 \cdot 0 + 1 \cdot 1 |}{$\sqrt{аргумента: 1 + 1 + 1}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 0 + 0 + 1}$ аргумента} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}$
Проекция сечения на нижнее основание куба — шестиугольник M1N1CQ1R1A, площадь которого равен
$4t ^2 - 2 \cdot $\frac{t ^2}{2}$ =3t ^2 = $\frac{3 \cdot 134}{4}$ = \frac{201}{2}$
(рисунок 2).
$S_сеч.= $\frac{201}{2}$ : \cos \varphi = \frac{201 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Ответ: б) $\frac{201 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
[рис.]
Пусть M – середина ребра AB, N — середина BC, P — середина CC1. И пусть ребро куба = $\sqrt{аргумента: 134} аргумента =2t$ Тогда: $M ( 2t;t;0 ) ,N ( t;2t;0 ) ,P ( 0;2t;t )$ Составим уравнение секущей плоскости.
$$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка ta + 2tb + d=0 \\[6pt] новая строка 2tb + tc + d=0 . \end{cases}$$$
Из первых двух уравнений системы:
$$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка - 2ta - 4tb - 2d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка - 3tb=d \\[6pt] новая строка ta= - d - 2tb \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - d + $\frac{2d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - $\frac{d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка a= - $\frac{d}{3t}$ . \end{cases}$$$ $$$\begin{cases} новая строка 2ta + tb + d=0 \\[6pt] новая строка - 2ta - 4tb - 2d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка - 3tb=d \\[6pt] новая строка ta= - d - 2tb \end{cases}$$ . = сильно$
$ = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - d + $\frac{2d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка ta= - $\frac{d}{3}$ \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - $\frac{d}{3t}$ \\[6pt] новая строка a= - $\frac{d}{3t}$ . \end{cases}$$$
$tc= - d - 2tb= - d - 2t \cdot ( - $\frac{d}{3t}$ ) = - d + $\frac{2d}{3}$ = - $\frac{d}{3}$ ;c= - \frac{d}{3t}$
Искомое уравнение имеет вид: $ - $\frac{d}{3t}$ x - $\frac{d}{3t}$ y - $\frac{d}{3t}$ z + d=0 = сильно x + y + z - 3t=0$
Найдем ординату Q, точки пересечения секущей плоскости αи ребра D1C1.
При $x=0,z=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $y= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$ абсцисса R, точки пересечения α и ребра A1D1, при $y=0,z=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $x=t= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$ аппликата S, точки пересечения α и ребра A1A, при $y=0,x=2t= $\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента$ $z=t= \frac{$\sqrt{аргумента: 134}$ аргумента}{2}$
Шестиугольник MNPQRS — искомое сечение.
[рис.] б) Найдем \cos угла φ между плоскостью α и нижним основанием куба. (уравнение последнего имеет вид: z = 0).
Нормальный вектор плоскости α: $\overlinen_1= ( \overline1;1;1 )$ нормальный вектор нижнего основания куба $\overlinen_2= ( \overline0;0;1 )$
$\cos \varphi = \frac{\left| 1 \cdot 0 + 1 \cdot 0 + 1 \cdot 1 |}{$\sqrt{аргумента: 1 + 1 + 1}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 0 + 0 + 1}$ аргумента} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}$
Проекция сечения на нижнее основание куба — шестиугольник M1N1CQ1R1A, площадь которого равен
$4t ^2 - 2 \cdot $\frac{t ^2}{2}$ =3t ^2 = $\frac{3 \cdot 134}{4}$ = \frac{201}{2}$
(рисунок 2).
$S_сеч.= $\frac{201}{2}$ : \cos \varphi = \frac{201 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Ответ: б) $\frac{201 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 201 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68559 • Задание №14
Дан прямоугольник ABCD. Окружности, вписанные в треугольники ABD и BDC, касаются диагонали BD в точках M и N с...
ID 66792 • Задание №10
В основании пирамиды SABCD лежит квадрат ABCD со стороной 2. Боковое ребро SA перпендикулярно основанию и равн...
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...