B основании параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 лежит ромб с диагоналями $AC=2$ $BD = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ пересекающимися в точке О. Ребро AA1 наклонено к плоскости основания под углом 45°, а вершина A1 ортогонально проецируется в точку O. Через точку A1 перпендикулярно боковым ребрам проходит плоскость $альфа$
а) Докажите, что сечение призмы плоскостью $альфа$ — квадрат.
б) Найдите отношение, в котором плоскость $альфа$ делит объем призмы.
а) Докажите, что сечение призмы плоскостью $альфа$ — квадрат.
б) Найдите отношение, в котором плоскость $альфа$ делит объем призмы.
💡 Пошаговый разбор и решение:
а) Заметим, что AO = 1, поэтому в прямоугольном и = бедренном треугольнике AOA1 имеем: A1O = 1, и по теореме Пифагора $AA_1= $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Пусть плоскость $альфа$ пересекает ребро BB1 в точке K, ребро DD1 в точке M и ребро CC1 в точке L соответственно. По теореме Пифагора из треугольников DOA1 и BOA1 получаем
$A_1D=A_1B= $\sqrt{аргумента: A_1O ^2 + BO ^2}$ аргумента = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Тогда A1M — высота в = бедренном треугольнике A1D1D, откуда $DM=MD_1= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ $A_1M=A_1K=1$ Заметим, что ML — высота параллелограмма DD1C1C, значит, ML = A1M = 1. Кроме того, $KM=BD= $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ откуда $\angle KA_1M=90 ^{\circ}$ то есть A1KLM — ромб с углом 90°, и, следовательно, A1KLM — квадрат.
[рис.]
[рис.]
б) В = бедренном треугольнике DD1C отрезок ML является серединным перпендикуляром, значит, точка L совпадает с точкой C.
Разобьем многогранник A1KMCC1B1D1 на три пирамиды, тогда получим:
$V_A_1KMD_1B_1=V_C_1B_1D_1MK= $\frac{1}{3}$ \cdot $\frac{1}{2}$ A_1L \cdot S_B_1D_1MK= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6}$
$V_C_1KMC= $\frac{1}{3}$ \cdot C_1C \cdot S_KML= $\frac{1}{3}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot $\frac{1}{2}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6}$
Сложим полученные объемы:
$V_A_1KMCC_1B_1D_1= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} + \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} + \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
Итак,
$V_ABCDA_1B_1C_1D_1=A_1O \cdot S_ABCD=1 \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot 2 \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
то есть плоскость $альфа$ делит объём параллелепипеда пополам или в отношении 1 : 1.
Ответ: 1 : 1.
$A_1D=A_1B= $\sqrt{аргумента: A_1O ^2 + BO ^2}$ аргумента = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
Тогда A1M — высота в = бедренном треугольнике A1D1D, откуда $DM=MD_1= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ $A_1M=A_1K=1$ Заметим, что ML — высота параллелограмма DD1C1C, значит, ML = A1M = 1. Кроме того, $KM=BD= $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ откуда $\angle KA_1M=90 ^{\circ}$ то есть A1KLM — ромб с углом 90°, и, следовательно, A1KLM — квадрат.
[рис.]
[рис.]
б) В = бедренном треугольнике DD1C отрезок ML является серединным перпендикуляром, значит, точка L совпадает с точкой C.
Разобьем многогранник A1KMCC1B1D1 на три пирамиды, тогда получим:
$V_A_1KMD_1B_1=V_C_1B_1D_1MK= $\frac{1}{3}$ \cdot $\frac{1}{2}$ A_1L \cdot S_B_1D_1MK= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6}$
$V_C_1KMC= $\frac{1}{3}$ \cdot C_1C \cdot S_KML= $\frac{1}{3}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot $\frac{1}{2}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6}$
Сложим полученные объемы:
$V_A_1KMCC_1B_1D_1= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} + \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} + \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{6} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
Итак,
$V_ABCDA_1B_1C_1D_1=A_1O \cdot S_ABCD=1 \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot 2 \cdot $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
то есть плоскость $альфа$ делит объём параллелепипеда пополам или в отношении 1 : 1.
Ответ: 1 : 1.
Правильный ответ:
1 : 1
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65035 • Задание №4
На экзамен вынесено 60 вопросов, Андрей не выучил 3 из них. Найдите вероятность того, что ему попадется выучен...
ID 66735 • Задание №10
Основанием четырехугольной пирамиды SABCD является квадрат ABCD со стороной АВ = 4. Боковое ребро SC, равное...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...