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.
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:
В прямоугольном треугольнике KD1N:
В прямоугольном треугольнике ADK по теореме Пифагора:
В трапеции B1NKA опустим высоты KF и NH. Длины отрезков HF и NK равны Длина основания трапеции AB1 равна в силу равенства треугольников B1NH и AKF длины отрезков HB1 и AF равны и равны В треугольнике AKF по теореме Пифагора:
Найдем площадь трапеции B1NKA:
Ответ: 4,5.
Ответ: 4,5.