В основании четырехугольной пирамиды SABCD лежит квадрат со стороной 1. Ребро SA перпендикулярно плоскости основания и = 2. Через вершину А параллельно диагонали BD проведено сечение, которое делит ребро SC в отношении $1:2$ считая от вершины.
а) Докажите, что плоскость сечения проходит через середину отрезка SO, где О — центр основания.
б) Найдите площадь сечения.
а) Докажите, что плоскость сечения проходит через середину отрезка SO, где О — центр основания.
б) Найдите площадь сечения.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Введем координаты с началом в точке A и осями, направленными вдоль ребер AB, AD, AS. Тогда точки имеют координаты $A ( 0;0;0 )$ $B ( 1;0;0 )$ $D ( 0;1;0 )$ $S ( 0;0;2 )$ $C ( 1;1;0 )$ Обозначим за M точку, делящую ребро SC в отношении $1:2$ $M ( $\frac{1}{3}$ ; $\frac{1}{3}$ ; $\frac{4}{3}$ )$ На прямой, проходящей через A параллельно BD лежит точка $D_1 ( - 1;1;0 )$ Значит, плоскость сечения проходит через точки A, $D_1$ M. Пусть уравнение этой плоскости имеет вид $Ax + By + Cz + D=0$ Подставляя в него координаты точек, получаем:
$D=0$ $ - A + B + D=0$ $\frac{1}{3} A + $\frac{1}{3}$ B + $\frac{4}{3}$ C=0$
откуда $D=0$ $A=B$ $C= - $\frac{1}{2}$ A$ Пусть, например, $A=B=2$ $C= - 1$ Итак, уравнение плоскости будет $2x + 2y - z=0$ Центр основания O имеет координаты $( $\frac{1}{2}$ ; $\frac{1}{2}$ 0 )$ поэтому середина OS имеет координаты $( $\frac{1}{4}$ ; $\frac{1}{4}$ ;1 )$ Нетрудно заметить, что эта точка подходит в уравнение плоскости.
[рис.]
б) Все точки на прямой SD имеют x-координату $0$ при этом $2y + z=2$ Значит, пересечение SD плоскостью сечения имеет координаты $( 0; $\frac{1}{2}$ ;1 )$ Аналогично пересечение с прямой SB — точка $( $\frac{1}{2}$ ;0;1 )$ Эти две точки вместе с A и M являются вершинами многоугольника в сечении. Его проекция на плоскость основания (см. рис.) разбивается на квадрат со стороной $\frac{1}{3}$ и два прямоугольных треугольника с катетами $\frac{1}{3}$ и $\frac{1}{6}$ поэтому его площадь равна $\frac{1}{9} + $\frac{1}{18}$ = \frac{1}{6}$
Угол между плоскостью сечения и плоскостью основания $( z=0 )$ равен
$\arccos \left| \frac{ - 1 \cdot 1}{$\sqrt{аргумента: 4 + 4 + 1}$ аргумента} $\sqrt{аргумента: 0 + 0 + 1}$ аргумента |= \arccos \frac{1}{3}$
тогда площадь сечения по теореме о площади фигуры и площади проекции равна $\frac{1}{6} : $\frac{1}{3}$ = \frac{1}{2}$
Ответ: б) $\frac{1}{2}$
$D=0$ $ - A + B + D=0$ $\frac{1}{3} A + $\frac{1}{3}$ B + $\frac{4}{3}$ C=0$
откуда $D=0$ $A=B$ $C= - $\frac{1}{2}$ A$ Пусть, например, $A=B=2$ $C= - 1$ Итак, уравнение плоскости будет $2x + 2y - z=0$ Центр основания O имеет координаты $( $\frac{1}{2}$ ; $\frac{1}{2}$ 0 )$ поэтому середина OS имеет координаты $( $\frac{1}{4}$ ; $\frac{1}{4}$ ;1 )$ Нетрудно заметить, что эта точка подходит в уравнение плоскости.
[рис.]
б) Все точки на прямой SD имеют x-координату $0$ при этом $2y + z=2$ Значит, пересечение SD плоскостью сечения имеет координаты $( 0; $\frac{1}{2}$ ;1 )$ Аналогично пересечение с прямой SB — точка $( $\frac{1}{2}$ ;0;1 )$ Эти две точки вместе с A и M являются вершинами многоугольника в сечении. Его проекция на плоскость основания (см. рис.) разбивается на квадрат со стороной $\frac{1}{3}$ и два прямоугольных треугольника с катетами $\frac{1}{3}$ и $\frac{1}{6}$ поэтому его площадь равна $\frac{1}{9} + $\frac{1}{18}$ = \frac{1}{6}$
Угол между плоскостью сечения и плоскостью основания $( z=0 )$ равен
$\arccos \left| \frac{ - 1 \cdot 1}{$\sqrt{аргумента: 4 + 4 + 1}$ аргумента} $\sqrt{аргумента: 0 + 0 + 1}$ аргумента |= \arccos \frac{1}{3}$
тогда площадь сечения по теореме о площади фигуры и площади проекции равна $\frac{1}{6} : $\frac{1}{3}$ = \frac{1}{2}$
Ответ: б) $\frac{1}{2}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69036 • Задание №15
Решите неравенство: $5 в степени левая круглая скобка логарифм по основанию x 2 правая круглая скобка умножить...
ID 69632 • Задание №16
20 мая 2024 года предприятие планирует взять в кредит S миллионов рублей на 4 года, где S — целое число. Усло...
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...