Как найти периметр сечения призмы плоскостью

В правильной четырехугольной призме ABCDA1B1C1D1 точка K  — середина ребра АВ, точка Р  — середина ребра ВС. Через точки K, P, D1 проведена плоскость α.

а)  Докажите, что сечение призмы плоскостью α можно разбить на две части, одна из которых равнобедренный треугольник, а другая  — равнобокая трапеция.

б)  Найдите периметр сечения призмы плоскостью α, если известно, что сторона основания призмы равна 8, а боковое ребро равно 6.

Решение.

а)  Пусть плоскость KPD1 пересекает AA1 в точке M, а CC1 в точке N. KP параллельна AC, следовательно, KPD1 параллельна AC. MN лежит в плоскости AA_1C_1C и KPD_1, значит, MN параллельна AC. Таким образом, AMNC  — параллелограмм MA  =  NC, AK  =  PC, поэтому, MK  =  NC, MN, AC и KP параллельны между собой, то есть KMNP  — равнобедренная трапеция.

Заметим, что A1M1  =  C1N, A1D1  =  D1C1, таким образом, треугольник D_1MN равнобедренный, D_1M=D_1N.

б)  Найдём соотношение в котором MN делит ребра AA_1 и CC_1. Рассмотрим плоскость BB_1D_1D. R  — точка пересечения плоскости с KP, а Q  — с MN, O  — центр грани ABCD. Имеем: AC=BD=8 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , OR= дробь: числитель: 1, знаменатель: 4 конец дроби BD=2 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , OD= дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 конец дроби BD=4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента .

Значит,

 дробь: числитель: QO, знаменатель: DD_1 конец дроби = дробь: числитель: OR, знаменатель: RD конец дроби = дробь: числитель: 2 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , знаменатель: 6 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента конец дроби = дробь: числитель: 1, знаменатель: 3 конец дроби ,

QO=AM=CN=2,

MA_1=NC_1=4,

KP= дробь: числитель: 1, знаменатель: 2 конец дроби AC=4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента

Тогда:

MK=NP= корень из: начало аргумента: AK конец аргумента в квадрате плюс AM в квадрате =2 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента ,

MD_1=ND_1= корень из: начало аргумента: AD_1 конец аргумента в квадрате плюс A_1M в квадрате =4 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента

P_KMD_1NP=4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента плюс 2 умножить на 2 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента плюс 2 умножить на 4 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента =4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента плюс 12 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента

Ответ: б) 4 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента плюс 12 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента .

Ответ:

10 ед.

Объяснение:

Дано: Правильная призма ABCDA₁B₁C₁D₁;

A₁M=MD₁; D₁K=KC₁;

AA₁=√14; AD=√8

Найти: Рс — периметр сечения.

Решение:

Призма правильная ⇒ в основании квадрат.

1) Рассмотрим ΔA₁C₁D₁ — прямоугольный, равнобедренный.

A_1C_1=sqrt{A_1D_1^2+D_1C_1^2}=sqrt{8+8}=4

A₁M=MD₁; D₁K=KC₁ (условие)

⇒ МК — средняя линия

МК=А₁С₁:2=4:2=2 (средняя линия равна половине основания)

2) Рассмотрим ΔMDD₁ — прямоугольный.

displaystyle        MD_1=frac{sqrt{8} }{2}=frac{2sqrt{2} }{2}=sqrt{2}

По теореме Пифагора:

displaystyle        MD=sqrt{MD_1^2+D_1D^2}=sqrt{2+14}=4

Аналогично

displaystyle        DK=4

3) Найдем периметр сечения.

Периметр — сумма длин всех сторон треугольника.

displaystyle        P_{DMK}=2+4+4=10 (ед)

Приложения:

Обучайтесь и развивайтесь всесторонне вместе с нами, делитесь знаниями и накопленным опытом, расширяйте границы знаний и ваших умений.

поделиться знаниями или
запомнить страничку

  • Все категории
  • экономические
    43,662
  • гуманитарные
    33,654
  • юридические
    17,917
  • школьный раздел
    611,985
  • разное
    16,906

Популярное на сайте:

Как быстро выучить стихотворение наизусть? Запоминание стихов является стандартным заданием во многих школах. 

Как научится читать по диагонали? Скорость чтения зависит от скорости восприятия каждого отдельного слова в тексте. 

Как быстро и эффективно исправить почерк?  Люди часто предполагают, что каллиграфия и почерк являются синонимами, но это не так.

Как научится говорить грамотно и правильно? Общение на хорошем, уверенном и естественном русском языке является достижимой целью. 

vevexa122

vevexa122

Вопрос по геометрии:

каждое ребро треугольной призмы равна а. Найдите периметр сечения призмы плоскостью основания и противоположную вершину верхного основания.

Трудности с пониманием предмета? Готовишься к экзаменам, ОГЭ или ЕГЭ?

Воспользуйся формой подбора репетитора и занимайся онлайн. Пробный урок — бесплатно!

Ответы и объяснения 1

grorisifo643

grorisifo643

Правильное условие:

Каждое ребро треугольной призмы равна а. Найдите периметр сечения призмы плоскостью проходящей через сторону основания и противоположную вершину верхнего основания.

Изображение к ответу

Знаете ответ? Поделитесь им!

Гость

Гость ?

Как написать хороший ответ?

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете
    правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не
    побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и
    пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся
    уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не
    знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к
    пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.

Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует?
Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие
вопросы в разделе Геометрия.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи —
смело задавайте вопросы!

Геометрия — раздел математики, изучающий пространственные структуры и отношения, а также их обобщения.

Условие задачи

ABCA_1 B_1 C_1 — правильная призма, сторона AB равна 16. Через точки M и P, лежащие на рёбрах AC и B B_1 соответственно, проведена плоскость alpha , параллельная прямой AB. Сечение призмы этой плоскостью — четырёхугольник, одна сторона которого равна 16, а три другие равны между собой.

а) Докажите, что периметр сечения плоскостью alpha больше 40.

б) Найдите расстояние от точки A до плоскости alpha , если упомянутый периметр равен 46.

Решение

а) Плоскость alpha parallel AB,, , M in alpha , , , P in alpha .

Через точку P в плоскости (ABB_1) проведём PQ parallel AB . Тогда плоскость (PQM) искомая по признаку параллельности прямой и плоскости (PQ parallel AB , следовательно, (PQM) parallel AB).

1 случай. Точка M совпадает с точкой A. В этом случае плоскость (PQM) (т. е. alpha) совпадает с (ABB_1) , сечение — прямоугольник (ABB_1 A_1) , и с учётом равенства трёх сторон получаем квадрат со стороной, равной 16, и периметром 64, что больше 40.

2 случай. Точка M находится внутри отрезка AC. В этом случае плоскость (PQM) не совпадает с (ABB_1) . Построим сечение призмы плоскостью (PQM). Пусть плоскость (PQM) пересекает нижнюю грань по прямой MN, N in BC , тогда MN parallel AB , ( в противном случае MN пересекается с AB в некоторой точке T и мы получаем противоречие: через три точки P, Q и T проходят две различные плоскости). Соединяя точки P и N, получаем искомое сечение PQMN.

Так как ABPQ — параллелограмм (AQ parallel BP, , , ABparallel PQ) , даже прямоугольник, то AB = PQ = 16.

Тогда MQ = MN = NP. Кроме того, triangle MCN sim triangle ABC , так как MN parallel AB , следовательно, он равносторонний и MN = CM = CN textless 16 . Обозначим длины этих отрезков через x. Четырёхугольник MNPQ — равнобедренная трапеция, так как PQ parallel AB parallel MN, : PQ textgreater MN .

В прямоугольном треугольнике BPN (BP перпендикулярно плоскости основания) BN = 16 - x и по теореме Пифагора BP^2 = PN^2 - BN^2 = x^2 -(16 - x)^2 = 32x - 16^2 textgreater 0 , откуда следует, что x textgreater 8 и периметр, равный 16 + 3x textgreater 16 + 3 cdot 8 = 40 , что и требовалось доказать.

б) Так как периметр трапеции MNPQ равен 46, то по результатам первого пункта displaystyle MQ=MN=NP=frac{46-16}{3}=10, : : AM=16-10=6.

Расстояние от точки A до плоскости (PQM) можно найти как высоту h пирамиды с вершиной в точке A и основанием, лежащим на плоскости alpha : (PQM) . Рассмотрим пирамиду AMQN и найдём её объём двумя способами: displaystyle V = frac{1}{3} S_{triangle MQN} cdot h = frac{1}{3}S_{triangle AMN} cdot AQ .

В треугольнике AMN : : : MN = 10, : : AM = 16 - 10 = 6 , angle AMN = 180^{circ} - 60^{circ} = 120 ^{circ} ; displaystyle S_{triangle AMN} = frac{1}{2}AM cdot MN cdot sin angle AMN =frac{1}{2}cdot 6 cdot 10 cdot frac{sqrt{3}}{2}=15sqrt{3}; displaystyle AQ=sqrt{QM^2 - AM^2 }=sqrt{10^2 - 6^2}=8; displaystyle V=frac{1}{3}S_{triangle AMN}cdot AQ=frac{1}{3}cdot 15sqrt{3}cdot 8=40sqrt{3}.

Чтобы найти площадь triangle NQM , рассмотрим трапецию QMNP и найдём её высоту, равную длине отрезка MH = NG.

Так как трапеция равнобедренная, то triangle QMH = triangle PNG по катету и гипотенузе, поэтому displaystyle QH=PG=frac{16-10}{2}=3, displaystyle MH = sqrt{10^2 - 3^2 }= sqrt{91} , displaystyle S_{triangle MNQ} = frac{1}{2}MN cdot MH = frac{1}{2} cdot 10 cdot sqrt{91}= 5sqrt{91}. Приравнивая объёмы, получим displaystyle 40 sqrt{3}=frac{1}{3}cdot h cdot 5sqrt{91}, откуда displaystyle h = frac{3 cdot 40 sqrt{3}}{5sqrt{91}}=frac{24 sqrt{3}}{sqrt{91}}.

Ответ:

б) displaystyle frac{24sqrt{3}}{sqrt{91}}.

Спасибо за то, что пользуйтесь нашими материалами.
Информация на странице «Решение. Задание 14, Диагностическая работа 16.12.20» подготовлена нашими редакторами специально, чтобы помочь вам в освоении предмета и подготовке к ЕГЭ и ОГЭ.
Чтобы успешно сдать необходимые и поступить в ВУЗ или техникум нужно использовать все инструменты: учеба, контрольные, олимпиады, онлайн-лекции, видеоуроки, сборники заданий.
Также вы можете воспользоваться другими материалами из данного раздела.

Публикация обновлена:
13.05.2023

Понравилась статья? Поделить с друзьями:
  • Нашел телефон как разблокировать андроид редми
  • Как найти драйвер для toshiba satellite
  • Obs теряет соединение как исправить
  • Ошибки в поведении человека как их исправить
  • Как составить приказ по кассе на лимит остатка кассы