Задание № 7895
В правильной треугольной призме АВСА1В1С1 через центр основания треугольника АВС и центры симметрий боковых граней АА1В1В и BB1С1C проведена плоскость, которая составляет с плоскостью основания 30°.
а) Постройте сечение, образованное этой плоскостью.
б) Найдите площадь этого сечения, если сторона основания равна 6.
Решение:
а) Пусть точка O - центр треугольника ABC, точки O1 и O2 -центры симметрий граней AA1B1B и BB1B1B. Необходимо построить сечение призмы плоскостью OO1O2 (См. рисунок).
Так как призма правильная, то грани AA1B1B и BB1C1C равные прямоугольники. Поэтому расстояния от центров O1 и O2 до сторон AB и BC треугольника ABC равны, то есть O1M1=O2N1. Значит, O1O2∥M1N1 как противоположные стороны прямоугольника M1O1O2N1. Следовательно прямая O1O2 параллельна плоскости ABC по признаку параллельности прямой и плоскости.
Плоскость сечения OO1O2 проходит через прямую O1O2 и пересекает плоскость ABC, следовательно, линия пересечения этих плоскостей параллельна прямой O1O2. Через точку O проводим прямую MN, параллельную M1N1 . Прямые MO1 и NO2 пересекают плоскость A1B1C1 в точках K и P соответственно. Четырехугольник MKPN - искомое сечение
б) По свойству параллельных плоскостей KP∥MN, следовательно, четырехугольник MKPN - трапеция
SMKPN=KP+MN2×FO, где FO - высота трапеции
Точка O является одновременно точкой пересечения медиан и высот треугольника ABC, поэтому MN=23×AC=23×6=4,BH=3√3BO=23BH=2√3
△B1O1K=△AO1M, так как точка O1 - середина отрезка AB1 и AB∥A1B1
Из равенства треугольников следует B1K=AM=13×6=2.
Так как △KB1F прямоугольный и ∠B1KF=60∘, B1F=KB1√32=√3.
△KB1P - равносторонний, поэтому KP=2
Проведем FE⊥BH, тогда BE=B1F=√3, OE=OB−BE=2√3−√3=√3.
По условию ∠FOE=30∘ в прямоугольном треугольнике FEO, поэтому OF=OEcos30∘=√3×2√3=2
SMKPN=2+42×2=6
Ответ: 6
Нашли ошибку в задании? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.