Присоединиться

11 класс·высокий уровень

M является серединой ребра BB₁, а точка N — середина ребра A₁C₁.

Условие

В правильной треугольной призме ABCA₁B₁C₁ точка M является серединой ребра BB₁, а точка N — середина ребра A₁C₁. Плоскость α, параллельная прямым AM и B₁N, проходит через середину отрезка B₁M. a) Докажите, что плоскость α проходит через середину отрезка B₁C₁.б) Найдите площадь сечения призмы ABCA₁B₁C₁плоскостью α, если все ребра этой призмы равны 4.

Рисунок к задаче

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. [рисунок] а) Пусть точка D — середина отрезка B₁M, а точка P — середина отрезка B₁C₁. Через точку D проведём прямую параллельную AM, точку пересечения этой прямой и ребра AA₁ обозначим E. Четырехугольник DMAE — параллелограмм, по определению. Тогда AE=DM=AA14AE=DM= \frac{AA_1}{4} и A1E=34AA1A_1E= \frac{3}{4} AA_1 Точку пересечения прямых DP и CC₁ обозначим K, точку пересечения прямых KE и A₁C₁ обозначим L. Углы DPB₁ и KPC₁ равны как вертикальные, тогда прямоугольные треугольники DPB₁ и KPC₁ равны по катету и прилежащему острому углу, откуда KC1=DB1=AA14KC_1=DB_1= \frac{AA_1}{4} Углы KLC₁ и ELA₁ равны как вертикальные, тогда прямоугольные треугольники KLC₁ и ELA₁ подобны и LC1LA1=KC1EA1=AA1⋅44⋅3⋅AA1=13\frac{LC_1}{LA_1} = \frac{KC_1}{EA_1} = \frac{AA_1 \cdot 4}{4 \cdot 3 \cdot AA_1} = \frac{1}{3} Значит, точка L — середина отрезка NC₁. Тогда PL — средняя линия треугольника NB₁C₁, следовательно, PL параллельна NB₁, а значит прямая NB₁ параллельна плоскости DEP. Прямая AM параллельна DE, следовательно, прямая AM параллельна плоскости DEP. Таким образом, плоскость α, которая параллельна прямым AM и B₁N и проходит через середину отрезка B₁M — это плоскость DEP, и, значит, она проходит через точку P — середину отрезка B₁C₁.б) Сечением призмы плоскостью α является четырехугольник LEDP. Медиана B₁N перпендикулярна A₁C₁, тогда и LP перпендикулярна A₁C₁ и по теореме о трех перпендикулярах наклонная KL перпендикулярна LP, значит, треугольник KLP — прямоугольныйВычислим длины некоторых отрезков: ED=42+22=2кореньиз5,ED= \sqrt{4^{2} + 2^{2}} = 2 корень из 5 , DK=42+22=2кореньиз5,DK= \sqrt{4^{2} + 2^{2}} = 2 корень из 5 , LK=12+плюс12=кореньиз2,LK= \sqrt{1^{2} + плюс 1^{2}} = корень из 2 , LP=12NB1=12⋅4⋅кореньиз32=кореньиз3LP= \frac{1}{2} NB_1= \frac{1}{2} \cdot \frac{4 \cdot корень из 3}{2} = корень из 3 Треугольник EDK равнобедренный, DF — его высота, проведённая к основанию. DF параллельна B₁N, тогда DF параллельна LP, значит, LP — средняя линия треугольника FDK. Тогда SLEDP=SEDK−SKLP=2SFDK−SKLP=2⋅4⋅SKLP−SKLP=7SKLP,S_LEDP= S_EDK - S_KLP=2 S_FDK - S_KLP= 2 \cdot 4 \cdot S_KLP - S_KLP=7S_KLP, следовательно, SLEDP=7SKLP=7⋅12⋅KL⋅LP=7⋅12⋅кореньиз2⋅кореньиз3=7кореньиз62S_LEDP=7S_KLP=7 \cdot \frac{1}{2} \cdot KL \cdot LP= 7 \cdot \frac{1}{2} \cdot корень из 2 \cdot корень из 3 = \frac{7 корень из 6}{2}

Осталось ещё 2 шага

  1. Вычтем из первого уравнения системы второе и…

  2. Имеем: S_B_1NC_1/S_QLC_1 = 4/1…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Стереометрическая задача»

M является серединой ребра BB₁, а точка N — середина ребра A₁C₁. — решение с объяснением | Lom Ai