В прямую призму ABCDA1B1C1D1, нижним основанием которой является ромб ABCD, а AA', BB', CC', DD' — боковые ребра, вписан шар радиуса 1.
а) Постройте плоскость, проходящую через вершины A, B, C'.
б) Найдите площадь сечения призмы этой плоскостью, если известно, что $\angle BAD= \frac{\pi}{3}$
а) Постройте плоскость, проходящую через вершины A, B, C'.
б) Найдите площадь сечения призмы этой плоскостью, если известно, что $\angle BAD= \frac{\pi}{3}$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Построим последовательно:
Отрезки BC' и AD'. Четырехугольник ABC'D' — искомое сечение.
Докажем это.
Из определения прямой призмы следует, что C'D' || CD, из определения ромба — CD || BA. Следовательно, C'D' || BA. А через две параллельные прямые проходит одна и только одна плоскость. Значит, четырехугольник ABC'D' — искомое сечение.
б) В прямую призму можно вписать шар в том и только в том случае, если центр шара одинаково удален от всех граней призмы, т. е. выполнено условие: в основание призмы можно вписать окружность, причем диаметр этой окружности равен диаметру шара, высота призмы также равна диаметру шара.
Из точки D проведем высоту DК ромба ABCD, $K принадлежит AB$
В ромб всегда можно вписать окружность. Значит, диаметр этой окружности будет DK, DD' = DK = 2.
$AD= $\frac{DK}{\sin \angle BAD}$ = \frac{2 \cdot 2}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$ $BA= \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
ABC'D' — параллелограмм по признаку параллелограмма, так как C'D' || BA (по выше доказанному). Кроме того, BA = CD CD=C'D' как противолежащие стороны соответствующих параллелограммов.
Соединим отрезком точки D' и K. D'K — наклонная к плоскости основания призмы, DK — проекция наклонной D'K на ту же плоскость. $DK\bot BA$ (по построению). В таком случае $D'K\bot BA$ по теореме о трех перпендикулярах.
В прямоугольном треугольнике D'DK катеты D'D и DK равны 2, следовательно, гипотенуза D'K равна $2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$S ( ABC'D' ) =BA \cdot D'K= \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{3}$
Ответ: б) $\frac{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{3}$
Отрезки BC' и AD'. Четырехугольник ABC'D' — искомое сечение.
Докажем это.
Из определения прямой призмы следует, что C'D' || CD, из определения ромба — CD || BA. Следовательно, C'D' || BA. А через две параллельные прямые проходит одна и только одна плоскость. Значит, четырехугольник ABC'D' — искомое сечение.
б) В прямую призму можно вписать шар в том и только в том случае, если центр шара одинаково удален от всех граней призмы, т. е. выполнено условие: в основание призмы можно вписать окружность, причем диаметр этой окружности равен диаметру шара, высота призмы также равна диаметру шара.
Из точки D проведем высоту DК ромба ABCD, $K принадлежит AB$
В ромб всегда можно вписать окружность. Значит, диаметр этой окружности будет DK, DD' = DK = 2.
$AD= $\frac{DK}{\sin \angle BAD}$ = \frac{2 \cdot 2}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$ $BA= \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
ABC'D' — параллелограмм по признаку параллелограмма, так как C'D' || BA (по выше доказанному). Кроме того, BA = CD CD=C'D' как противолежащие стороны соответствующих параллелограммов.
Соединим отрезком точки D' и K. D'K — наклонная к плоскости основания призмы, DK — проекция наклонной D'K на ту же плоскость. $DK\bot BA$ (по построению). В таком случае $D'K\bot BA$ по теореме о трех перпендикулярах.
В прямоугольном треугольнике D'DK катеты D'D и DK равны 2, следовательно, гипотенуза D'K равна $2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$S ( ABC'D' ) =BA \cdot D'K= \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{3}$
Ответ: б) $\frac{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{3}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 8 корень из: начало аргумента: 6 конец аргумента , знаменатель: 3 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68422 • Задание №14
В конусе с вершиной S и центром основания O радиус основания равен 13, а высота равна $3 корень из: начало арг...
ID 70446 • Задание №17
При каких значениях параметра a уравнение имеет ровно одно решение?
$левая круглая скобка x минус 3 правая кр...
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...