Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дан куб ABCDA1B1C1D1, длина ребра ко­то­ро­го равна 4. Точка K  — се­ре­ди­на ребра A1D1. По­строй­те се­че­ние куба плос­ко­стью, про­хо­дя­щей через точки A, C и K, и най­ди­те его пло­щадь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

От­ре­зок AC  — диа­го­наль ос­но­ва­ния куба, пря­мая AK пе­ре­се­ка­ет пря­мую DD1 в точке L. Пря­мая CL пе­ре­се­ка­ет ребро куба D1C1 в точке N. Про­ве­дем от­ре­зок KN, ис­ко­мое се­че­ние  — че­ты­рех­уголь­ник AKNC. Так как плос­ко­сти ABC и A1B1C1 па­рал­лель­ны, пря­мые AC и KN па­рал­лель­ны. Че­ты­рех­уголь­ник AKNC  — тра­пе­ция. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки AA1K и LD1K равны по ка­те­ту и остро­му углу, тогда от­рез­ки LD1 и AA1 равны, их длины равны 4. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки CC1N и LD1N равны по ка­те­ту и про­ти­во­ле­жа­ще­му остро­му углу. Тогда от­рез­ки D1N и NC1 равны, их длины равны 2. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки AA1K и CC1N равны по двум ка­те­там, от­сю­да сле­ду­ет ра­вен­ство от­рез­ков AK и CN. Таким об­ра­зом, тра­пе­ция AKNC яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ной. В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке KD1N по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

KD_1 в квад­ра­те плюс D_1N в квад­ра­те = KN в квад­ра­те рав­но­силь­но 2 в квад­ра­те плюс 2 в квад­ра­те = KN в квад­ра­те рав­но­силь­но KN в квад­ра­те = 8 рав­но­силь­но KN = 2 ко­рень из 2 .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ADC по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

AD в квад­ра­те плюс DC в квад­ра­те = AC в квад­ра­те рав­но­силь­но 4 в квад­ра­те плюс 4 в квад­ра­те = AC в квад­ра­те рав­но­силь­но AC в квад­ра­те = 32 рав­но­силь­но AC = 4 ко­рень из 2 .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке AA1K по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

AA_1 в квад­ра­те плюс A_1K в квад­ра­те = AK в квад­ра­те рав­но­силь­но 4 в квад­ра­те плюс 2 в квад­ра­те = AK в квад­ра­те рав­но­силь­но AK в квад­ра­те = 20 рав­но­силь­но AK = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 20 конец ар­гу­мен­та .

В тра­пе­ции AKNC опу­стим вы­со­ты NF и KH. Длины от­рез­ков KN и HF равны 2 ко­рень из 2 . Так как длина от­рез­ка AC равна 4 ко­рень из 2 , а длина HF равна 2 ко­рень из 2 , сумма длин от­рез­ков AH и FC равна 2 ко­рень из 2 . В силу ра­вен­ства тре­уголь­ни­ков AKH и FNC от­рез­ки AH и FC равны, их длины равны  ко­рень из 2 . По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке AKH:

AH в квад­ра­те плюс KH в квад­ра­те = AK в квад­ра­те рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка ко­рень из 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс KH в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 20 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но KH в квад­ра­те = 18 рав­но­силь­но KH = 3 ко­рень из 2 .

Най­дем пло­щадь тра­пе­ции AKNC:

S = дробь: чис­ли­тель: KN плюс AC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на KH = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из 2 плюс 4 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 3 ко­рень из 2 = 3 ко­рень из 2 умно­жить на 3 ко­рень из 2 = 18.

Ответ: 18.


Аналоги к заданию № 1229: 1239 Все

Классификатор алгебры: 3.8. Куб, 5.1. По­стро­е­ние се­че­ния, про­хо­дя­ще­го через три точки, 5.9. Пе­ри­метр, пло­щадь се­че­ния
Методы алгебры: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра