Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1229
i

Дан куб ABCDA1B1C1D1, длина ребра ко­то­ро­го равна 2. Точка K се­ре­ди­на ребра DD1. По­строй­те се­че­ние куба плос­ко­стью, про­хо­дя­щей через точки A, B1 и K, и най­ди­те его пло­щадь.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

От­ре­зок AB1  — диа­го­наль квад­ра­та AA1B1B, пря­мая AK пе­ре­се­ка­ет пря­мую A1D1 в точке L. Пря­мая B1L пе­ре­се­ка­ет ребро куба D1C1 в точке N. По­стро­им от­ре­зок KN, по­лу­ча­ем, что ис­ко­мым се­че­ни­ем яв­ля­ет­ся че­ты­рех­уголь­ник B1NKA. Плос­ко­сти A1AB и D1DC па­рал­лель­ны, сле­до­ва­тель­но, пря­мые AB1 и KN, со­дер­жа­щи­е­ся в дан­ных плос­ко­стях, также па­рал­лель­ны. Че­ты­рех­уголь­ник B1NKA яв­ля­ет­ся тра­пе­ци­ей. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки LD1K и ADK равны по ка­те­ту и остро­му углу, сле­до­ва­тель­но, их ка­те­ты LD1 и AD равны, их длины равны 2. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки LD1N и B1C1N равны по ка­те­ту и остро­му углу, сле­до­ва­тель­но, их ка­те­ты D1N и NC1 равны, их длины равны 1. Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки ADK и B1C1N равны по двум ка­те­там, сле­до­ва­тель­но, их ги­по­те­ну­зы AK и B1N равны, сле­до­ва­тель­но, тра­пе­ция B1NKA яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ной. В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке AA1B1 по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

AA_1 в квад­ра­те плюс A_1B_1 в квад­ра­те = AB_1 в квад­ра­те рав­но­силь­но AB_1 в квад­ра­те = 8 рав­но­силь­но AB_1 = 2 ко­рень из 2 .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке KD1N:

D_1N в квад­ра­те плюс D_1K = KN в квад­ра­те рав­но­силь­но KN в квад­ра­те = 2 рав­но­силь­но KN = ко­рень из 2 .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ADK по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

AD в квад­ра­те плюс DK в квад­ра­те = AK в квад­ра­те рав­но­силь­но AK в квад­ра­те = 5 рав­но­силь­но AK = ко­рень из 5 .

В тра­пе­ции B1NKA опу­стим вы­со­ты KF и NH. Длины от­рез­ков HF и NK равны  ко­рень из 2 . Длина ос­но­ва­ния тра­пе­ции AB1 равна 2 ко­рень из 2 , в силу ра­вен­ства тре­уголь­ни­ков B1NH и AKF длины от­рез­ков HB1 и AF равны и равны  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . В тре­уголь­ни­ке AKF по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

AF в квад­ра­те плюс KF в квад­ра­те = AK в квад­ра­те рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс KF в квад­ра­те = 5 рав­но­силь­но KF в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но KF = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Най­дем пло­щадь тра­пе­ции B1NKA:

S = дробь: чис­ли­тель: AB_1 плюс KN, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на KF = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из 2 плюс ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 4,5.

Ответ: 4,5.


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