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.
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:
Треугольник MBK — прямоугольный, угол KMB равен 30°, тогда длина катета BK равна половине длины гипотенузы MK, то есть 3. По теореме Пифагора:
Длина ребра BB1 в два раза больше длины отрезка MB и равна Площадь основания призы равна площади трапеции ABCD. Найдем ее:
Найдем объем призмы:
Ответ: