Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

У пря­мо­кут­но­му па­ра­ле­лепіпеді АВСDА1B1C1D1 через сто­ро­ну АD ниж­ньої ос­но­ви й се­ре­ди­ну ребра B1C1 про­ве­де­но пло­щи­ну γ. Ви­со­та па­ра­ле­лепіпеда дорівнює 18, грань CC1D1D є квад­ра­том. Діаго­наль па­ра­ле­лепіпеда утво­рює з пло­щи­ною ос­но­ви кут α.

1. По­бу­дуй­те переріз па­ра­ле­лепіпеда АВСDА1B1C1D1 пло­щи­ною γ.

2. Укажіть вид перерізу та обґрун­туй­те свій вис­но­вок.

3. Визна­чте площу перерізу.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

За­ме­тим, что AD\parallel A_1D_1\parallel B_1C_1, по­это­му AD и B1C1 лежат в одной плос­ко­сти. Оче­вид­но это и есть плос­кость γ — она со­дер­жит ука­зан­ные в усло­вии точку и пря­мую. Итак, се­че­ни­ем будет пря­мо­уголь­ник AB1C1D. То, что это па­рал­ле­ло­грамм, сле­ду­ет из того, что AD\parallel B_1C_1 и AD=B_1C_1, кроме того, AD\perp CD и AD\perp DD_1, зна­чит, AD\perp CDD_1C_1, а по­то­му AD\perp DC_1. Най­дем его пло­щадь.

По­сколь­ку грань CC1D1D — квад­рат, при­чем если CC_1=18, то DC_1=18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , так как диа­го­наль квад­ра­та в  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та раз боль­ше сто­ро­ны.

Пусть те­перь AD=x. Тогда в пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ADC на­хо­дим

AC= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AD в квад­ра­те плюс DC в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс 18 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс 324 конец ар­гу­мен­та ,

тогда в пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке ACC1 по­лу­ча­ем:

 тан­генс альфа = дробь: чис­ли­тель: CC_1, зна­ме­на­тель: AC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 18, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: x в квад­ра­те плюс 324 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

по­сколь­ку про­ек­ция AC1 на плос­кость ос­но­ва­ния это пря­мая AC, то

 альфа =\angleABCD, AC_1=\angle левая круг­лая скоб­ка AC_1, AC пра­вая круг­лая скоб­ка =\angle CAC_1.

От­сю­да

 левая круг­лая скоб­ка x в квад­ра­те плюс 324 пра­вая круг­лая скоб­ка тан­генс в квад­ра­те альфа =324 рав­но­силь­но x в квад­ра­те =324\ctg в квад­ра­те альфа минус 324=324 левая круг­лая скоб­ка \ctg в квад­ра­те альфа минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но x= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 324 левая круг­лая скоб­ка \ctg в квад­ра­те альфа минус 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та =18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \ctg в квад­ра­те альфа минус 1 конец ар­гу­мен­та .

На­ко­нец,

S_AB_1C_1D=18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \ctg в квад­ра­те альфа минус 1 конец ар­гу­мен­та =324 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2\ctg в квад­ра­те альфа минус 1 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: 3. S= дробь: чис­ли­тель: 324, зна­ме­на­тель: тан­генс альфа конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 левая круг­лая скоб­ка 1 минус тан­генс в квад­ра­те альфа пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та або S= дробь: чис­ли­тель: 324, зна­ме­на­тель: синус альфа конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 ко­си­нус 2 альфа конец ар­гу­мен­та .

Источник: ЗНО 2020 року з ма­те­ма­ти­ки — ос­нов­на сесія
Методы геометрии: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: 3\.9\. Пря­мо­уголь­ный па­рал­ле­ле­пи­пед, 5\.7\. Се­че­ние  — па­рал­ле­ло­грамм или тра­пе­ция, 5\.9\. Пе­ри­метр, пло­щадь се­че­ния