Дан куб $ABCDA_1B_1C_1D_1$ с ребром длины 1. Точка P — середина ребра $A_1D_1$ точка Q делит отрезок $AB_1$ в отношении $2:1$ считая от вершины А, R — точка пересечения отрезков $BC_1$ и $B_1C$
а) Найдите отношение, в котором плоскость сечения делит диагональ $AC_1$ куба.
б) Найдите периметр сечения куба плоскостью PQR.
а) Найдите отношение, в котором плоскость сечения делит диагональ $AC_1$ куба.
б) Найдите периметр сечения куба плоскостью PQR.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Введем координаты с началом в точке A и осями, направленными вдоль AB, AD и $AA_1$ Тогда координаты точек будут $Q ( 0; $\frac{2}{3}$ ; $\frac{2}{3}$ )$ $( $\frac{1}{2}$ ;0;1 )$ и $( $\frac{1}{2}$ ;1; $\frac{1}{2}$ )$ (это центр грани $BCC_1B_1$ ). Найдем уравнение плоскости PQR. Пусть это $Ax + By + Cz + D=0$ Подставляя координаты точек, получим систему уравнений.
$\{ \beginaligned новая строка $\frac{2}{3}$ B + $\frac{2}{3}$ C + D=0, новая строка $\frac{1}{2}$ A + C + D=0, новая строка $\frac{1}{2}$ A + B + $\frac{1}{2}$ C + D=0. \endaligned$
Вычитая из второго уравнения третье, получим $\frac{1}{2} C - B=0$ Возьмем $C=6$ тогда $B=3$ Из первого уравнения тогда $D= - 6$ и из второго $A=0$ Итак уравнение плоскости PQR имеет вид $3y + 6z - 6=0$ или $y + 2z - 2=0$ В частности плоскость параллельна оси OX, поэтому сечение выглядит как прямоугольник, одна из сторон которого — ребро $A_1D_1$ а вторая — параллельный этому ребру отрезок, проходящий через R.
а) Очевидно точка $( $\frac{2}{3}$ ; $\frac{2}{3}$ ; $\frac{2}{3}$ )$ лежит в этой плоскости и на диагонали $AC_1$ и делит эту диагональ в отношении $2:1$
б) Две стороны прямоугольника равны 1. Остальные две можно найти по теореме Пифагора из треугольника $D_1C_1T$ где T — середина $CC_1$ Далее,
$D_1T= $\sqrt{аргумента: D_1C_1 ^2 + C_1T ^2}$ аргумента = \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2}$
Значит, периметр сечения равен $2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
Ответ: а) $2:1$ б) $2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
$\{ \beginaligned новая строка $\frac{2}{3}$ B + $\frac{2}{3}$ C + D=0, новая строка $\frac{1}{2}$ A + C + D=0, новая строка $\frac{1}{2}$ A + B + $\frac{1}{2}$ C + D=0. \endaligned$
Вычитая из второго уравнения третье, получим $\frac{1}{2} C - B=0$ Возьмем $C=6$ тогда $B=3$ Из первого уравнения тогда $D= - 6$ и из второго $A=0$ Итак уравнение плоскости PQR имеет вид $3y + 6z - 6=0$ или $y + 2z - 2=0$ В частности плоскость параллельна оси OX, поэтому сечение выглядит как прямоугольник, одна из сторон которого — ребро $A_1D_1$ а вторая — параллельный этому ребру отрезок, проходящий через R.
а) Очевидно точка $( $\frac{2}{3}$ ; $\frac{2}{3}$ ; $\frac{2}{3}$ )$ лежит в этой плоскости и на диагонали $AC_1$ и делит эту диагональ в отношении $2:1$
б) Две стороны прямоугольника равны 1. Остальные две можно найти по теореме Пифагора из треугольника $D_1C_1T$ где T — середина $CC_1$ Далее,
$D_1T= $\sqrt{аргумента: D_1C_1 ^2 + C_1T ^2}$ аргумента = \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{2}$
Значит, периметр сечения равен $2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
Ответ: а) $2:1$ б) $2 + $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$
Правильный ответ:
а) $2:1$ б) $2 плюс корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 64393 • Задание №1
[рис.] Основания равнобедренной трапеции равны 15 и 9, один из углов равен 45°. Найдите высоту трапеции....
ID 64432 • Задание №1
[рис.] Радиус окружности, вписанной в правильный треугольник, равен $дробь: числитель: корень из: начало аргу...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
🔗 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...