Присоединиться

11 класс·высокий уровень

Сечением прямоугольного параллелепипеда ABCDA₁B₁C₁D₁ плоскостью α

Условие

Сечением прямоугольного параллелепипеда ABCDA₁B₁C₁D₁ плоскостью α содержащей прямую BD₁ и параллельной прямой AC, является ромб.а) Докажите, что грань ABCD — квадрат.б) Найдите угол между плоскостями α и BCC₁, если AA₁ = 6, AB = 4.

Рисунок к задаче

Ответ

Ответ и полный разбор откроются после входа

Посмотреть ответ

Решение по шагам

  1. Как рассуждать

    Решение. Плоскость альфа проходит через точку В, лежащую в плоскости основания, и параллельна прямой AC, лежащей в плоскости основания. Следовательно, плоскость альфа пересекает плоскость основания по прямой, содержащей точку В и параллельной АС. Пусть эта прямая пересекает продолжения сторон DA и DC основания в точках E и F соответственно. Тогда альфа пересекает плоскость боковых граней по прямым D₁E и D₁F. Пусть M и N — точки пересечения этих прямых с боковыми ребрами параллелепипеда, тогда BMD₁N — сечение параллелепипеда плоскостью альфа [рисунок] Поскольку плоскость сечения проходит через прямую EF, параллельную плоскости ACC₁A₁ и пересекает её по прямой MN, прямая MN параллельна EF, а значит, параллельна AC. По условию, сечение является ромбом, диагонали ромба перпендикулярны, поэтому D1B⊥MND_1B\bot MN и D1B⊥ACD_1B\bot AC По теореме о трёх перпендикулярах, из перпендикулярности наклонной D₁B и прямой AC следует перпендикулярность прямой AC проекции наклонной — прямой DB. Этим показано, что диагонали лежащего в основании прямоугольника взаимно перпендикулярны. Следовательно, этот прямоугольник является квадратом, что и требовалось доказать. б) Пусть K — середина ребра BB₁ а KH — высота треугольника BKN. Тогда плоскость MKH перпендикулярна прямой BN. Значит, угол MHK — линейный угол искомого двугранного угла. (Или: проведём перпендикуляры MK и KH, по теореме о трёх перпендикулярах MH — также перпендикуляр к BN, поэтому MHK — линейный угол искомого двугранного угла).В прямоугольном треугольнике BKN имеем: BN=BK2+KN2=5,BN= \sqrt{BK^{2} + KN^{2}} =5, KH=BK⋅KNBN=125,KH= \frac{BK \cdot KN}{BN} = \frac{12}{5} , откуда ∠MHK=arctg⁡MKKH=arctg⁡53\angle MHK= \operatorname{arctg} \frac{MK}{KH} = \operatorname{arctg} \frac{5}{3}

Осталось ещё 1 шаг

  1. Поскольку S_пр=S альфа , для искомого угла…

Получить полное решение

Бесплатно · займёт минуту

Другие задачи по теме «Стереометрическая задача»

Сечением прямоугольного параллелепипеда ABCDA₁B₁C₁D₁ плоскостью α — решение с объяснением | Lom Ai