В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 через середину D ребра CC1 проведено сечение ADB1.
а) Докажите, что плоскость сечения делит объем призмы пополам.
б) Найдите угол между плоскостями АВС и ADB1, если боковые ребра равны 2, а стороны основания равны 5.
а) Докажите, что плоскость сечения делит объем призмы пополам.
б) Найдите угол между плоскостями АВС и ADB1, если боковые ребра равны 2, а стороны основания равны 5.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Через точку D проведем плоскость DEF параллельную ABC, и точка Е является серединой ребра АА1, а точка F — середина ребра BB1. Пусть плоскость DEF пересекает AB1 в точке M. Тогда, так как FE — средняя линия ABB1A1, то M является серединой AB1, следовательно, M — середина FE. Тогда DM — медиана треугольника DEF и площади треугольников DEF и DEM равны. Кроме этого B1F = AE, значит, объемы AMDE и B1DFM равны. Очевидно, что плоскость DEF разбивает призму на две фигуры = го объема, значит, объем ABCDEF равен объему фигуры DEFA1B1C1.
Вычислим:
$V_ABCDB_1=V_ABCDMF + V_B_1DFF_1=V_ABCDMF + V_A1DEF=V_ABCDEF$
Это означает, что $V_ABCDB_1$ равен половине объема призмы. А это и требовалось доказать.
б) Так как плоскость DEF параллельна плоскости ABC, будем искать угол между ней и плоскостью ADB1. Они пересекаются по прямой DM, которая является медианой и высотой в треугольнике DEF. Значит, прямая FE перпендикулярна прямой DM по теореме о трех перпендикулярах и B1A перпендикулярна DM. Таким образом, угол B1MF — линейный угол двугранного угла. Далее имеем:
$FM= $\frac{1}{2}$ EF= $\frac{1}{2}$ AB= \frac{5}{2}$
$B_1F= $\frac{1}{2}$ BB_1=1$
Следовательно, $\text{tg} \angle B_1MF = \frac{2}{5}$ откуда $\angle B_1MF = \arctan \frac{2}{5}$
Ответ: б) $\arctan \frac{2}{5}$
Вычислим:
$V_ABCDB_1=V_ABCDMF + V_B_1DFF_1=V_ABCDMF + V_A1DEF=V_ABCDEF$
Это означает, что $V_ABCDB_1$ равен половине объема призмы. А это и требовалось доказать.
б) Так как плоскость DEF параллельна плоскости ABC, будем искать угол между ней и плоскостью ADB1. Они пересекаются по прямой DM, которая является медианой и высотой в треугольнике DEF. Значит, прямая FE перпендикулярна прямой DM по теореме о трех перпендикулярах и B1A перпендикулярна DM. Таким образом, угол B1MF — линейный угол двугранного угла. Далее имеем:
$FM= $\frac{1}{2}$ EF= $\frac{1}{2}$ AB= \frac{5}{2}$
$B_1F= $\frac{1}{2}$ BB_1=1$
Следовательно, $\text{tg} \angle B_1MF = \frac{2}{5}$ откуда $\angle B_1MF = \arctan \frac{2}{5}$
Ответ: б) $\arctan \frac{2}{5}$
Правильный ответ:
б) $арктангенс дробь: числитель: 2, знаменатель: 5 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67994 • Задание №14
Дан куб ABCDA1B1C1D1 с ребром 1. Точка T — середина ребра AD.
а) Докажите, что плоскость A1BT делит объем ку...
ID 71242 • Задание №18
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
$система выражений корень из: начало аргумент...
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...