Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1379
i

Ос­но­ва­ни­ем пря­мой приз­мы слу­жит рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция, ос­но­ва­ния ко­то­рой равны 10 и 5. Через боль­шее ос­но­ва­ние тра­пе­ции и се­ре­ди­ну про­ти­во­ле­жа­ще­го бо­ко­во­го ребра про­ве­де­на плос­кость, со­став­ля­ю­щая с плос­ко­стью ос­но­ва­ния угол 60°. Пло­щадь се­че­ния равна 45. Най­ди­те объём приз­мы.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Бо­ко­вые ребра приз­мы ABCDA1B1C1D1 пер­пен­ди­ку­ляр­ны ее ос­но­ва­нию, а длина вы­со­ты приз­мы равна длине бо­ко­во­го ребра. Точка M  — се­ре­ди­на ребра приз­мы BB1. По­стро­им се­че­ние приз­мы плос­ко­стью AMD. Пря­мые AD и BC па­рал­лель­ны, по­это­му по при­зна­ку па­рал­лель­но­сти пря­мой и плос­ко­сти пря­мая AD па­рал­лель­на плос­ко­сти BB1C1C. Се­ку­щая плос­кость AMD пе­ре­се­ка­ет плос­кость BB1C1C по пря­мой, ко­то­рая па­рал­лель­на пря­мой AD. В пря­мо­уголь­ни­ке BB1C1C по­стро­им от­ре­зок MN па­рал­лель­ный пря­мой BC, точка N лежит на ребре CC1. Про­ве­дем от­рез­ки DN и AM и по­лу­чим тра­пе­цию AMND, она яв­ля­ет­ся се­че­ни­ем приз­мы плос­ко­стью AMD, по усло­вию пло­щадь этой тра­пе­ции равна 45.

Пря­мые MN и BC па­рал­лель­ны, также как и пря­мые MB и NC. Угол B1BC яв­ля­ет­ся пря­мым, тогда че­ты­рех­уголь­ник BMNC  — пря­мо­уголь­ник. От­сю­да BC  =  MN  =  5, а также MB  =  CN. В тра­пе­ции ABCD опу­стим вы­со­ту BK, по тео­ре­ме трех пер­пен­ди­ку­ля­рах пря­мые AD и MK пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Угол MKB  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла, об­ра­зо­ван­но­го плос­ко­стью се­че­ния и плос­ко­стью ос­но­ва­ния, его гра­дус­ная мера рана 60°. Так как от­ре­зок MK  — вы­со­та тра­пе­ции AMND, имеем:

S_AMND = дробь: чис­ли­тель: AD плюс MN, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на MK рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 10 плюс 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на MK = 45 рав­но­силь­но MK = 6.

Тре­уголь­ник MBK  — пря­мо­уголь­ный, угол KMB равен 30°, тогда длина ка­те­та BK равна по­ло­ви­не длины ги­по­те­ну­зы MK, то есть 3. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

MK в квад­ра­те = BK в квад­ра­те плюс MB в квад­ра­те рав­но­силь­но 6 в квад­ра­те = 3 в квад­ра­те плюс MB в квад­ра­те рав­но­силь­но MB в квад­ра­те = 27 рав­но­силь­но MB = 3 ко­рень из 3 .

Длина ребра BB1 в два раза боль­ше длины от­рез­ка MB и равна 6 ко­рень из 3 . Пло­щадь ос­но­ва­ния призы равна пло­ща­ди тра­пе­ции ABCD. Най­дем ее:

S_ABCD = дробь: чис­ли­тель: AD плюс BC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на BK = дробь: чис­ли­тель: 10 плюс 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 3 = дробь: чис­ли­тель: 45, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Най­дем объем приз­мы:

V = S_осн умно­жить на h = дробь: чис­ли­тель: 45, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 6 ко­рень из 3 = 135 ко­рень из 3 .

Ответ: 135 ко­рень из 3 .


Аналоги к заданию № 1369: 1379 Все

Классификатор алгебры: 3.13. Про­чие пря­мые приз­мы, 4.2. Объем мно­го­гран­ни­ка
Методы алгебры: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра, Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах