Дана правильная четырёхугольная призма ABCDA1B1C1D1 Плоскость α
проходит через вершины B1 и D и пересекает рёбра AA1 и CC1 в точках M
и K соответственно. Известно, что четырёхугольник MB1KD — ромб.
а) Докажите, что точка M — середина ребра AA1.
б) Найдите высоту призмы ABCDA1B1C1D1 если площадь её основания ABCD
равна 3, а площадь ромба MB1KD равна 6.
Данную задачу проверяют не автоматически, а вручную.
Ознакомьтесь с критериями оценки, правильным решением и сами себе поставьте оценку от 0 до 0 баллов.
Даже если вы ошиблись в цифровом ответе, можно получить несколько баллов за правильный ход решения.
Форма для оценки находится внизу страницы.
Подробное решение
Начертим чертеж
1) Из условия нам дана призма. Значит боковые стороны - это прямоугольники. Призма правильная, четерёхугольная, значит осноани призмы рамные между собой правильные четырехугольники, то есть квадраты.
Рассмотрим треугольник МAD и MA1B1 Они равны между собой. Почему? Это прямоугольные треугольники, поскольку у призмы боковые стороны это прямоугольники, поэтому углы MAD и MA1B1 прямые. В этих треугольниках MD и MB1 это гипотенузы. Одновременно это стороны ромба MB1KD. А стороны ромба по условию, а стороны ромба равны между собой . То есть у нас в двух прямоугольных треугольниках гипотенузы равны между собой. AD=A1B1 поскольку в основаниях равные между собой квадраты. Этих условий достаточно для равенства прямоугольных треугольников. Раз треугольники равны, то и катеры AM=МA1 Значит М середина ребра AA1
2) Площадь ромба ЫMB1KD = 6
S ромба = 1/2*d1*d2 S ромба = 1/2*(BcD*MK)
План решения. Площадь ромба нам известна. Чтобы найти диагональ B1D надо найти диагональ MK. МК эравна AC (это надо доказать), а диагональ AC легко вычисляется из площади квадрата ABCD которая известна . Таким образом у нас есть треугольник ВB1D, где мы знаем BD = AC и B1D, гипотенуза легко ищется. △B1C1K = △DCK как прямоугольные треугольники у которых равные гипотенузы (B1K =DK как стороны ромба), и равные катеты B1C1 = DC. Значит и C1K = CK, а значит К тоже середина CC1 Рассмотрим четырехугольник AMKC. МА параллельно КС, МА = КС, углы ∠МАС = ∠КСА = 90° этого достаточно чтобы это был прямоугольник. Значит МК = АС.
Рассмотрим основание ABCD, это квадрат. его площадь равна 3, значит сторона равна 3 А диагональ AC это гипотенуза в прямоугольном треугольнике ADC
AC=AB2+BC2=3+3=6
Значит и МК = 6. По условию S(MB1КD) = 1/2(МК*B1D) = 6
B1D=MR6∗2=612=26
Высота призмы равна ее ребру. Снова обратимся к основанию ABCD, это квадрат, у него равны диагонали AC = BD = 6
Рассмотрим треугольник △B1BD, это прямоугольный треугольник, ребра призмы перпендикулярны основаниям, и являются высотами. B1B перпендикулярно ABCD, значит перпендикулярно и BD, угол ∠B1BD = 90°. B1D гипотенуза, BD катет. Найдем катет B1B.
B1B=B1D2−BD2=(26)2−(6)2
B1B=4∗6−6=18=32
Можно было решать на основе правила, что площадь проекции на плоскость равна площади многоугольника, умноженной на косинус угла между ними. Собственно, начальный многоугольник – ромб, а его проекция – квадрат в основании. Однако надо доказать, что угол ∠B1DB действительно угол между фигурой и ее проекцией.
1) Из условия нам дана призма. Значит боковые стороны - это прямоугольники. Призма правильная, четерёхугольная, значит осноани призмы рамные между собой правильные четырехугольники, то есть квадраты.
Рассмотрим треугольник МAD и MA1B1 Они равны между собой. Почему? Это прямоугольные треугольники, поскольку у призмы боковые стороны это прямоугольники, поэтому углы MAD и MA1B1 прямые. В этих треугольниках MD и MB1 это гипотенузы. Одновременно это стороны ромба MB1KD. А стороны ромба по условию, а стороны ромба равны между собой . То есть у нас в двух прямоугольных треугольниках гипотенузы равны между собой. AD=A1B1 поскольку в основаниях равные между собой квадраты. Этих условий достаточно для равенства прямоугольных треугольников. Раз треугольники равны, то и катеры AM=МA1 Значит М середина ребра AA1
2) Площадь ромба ЫMB1KD = 6
S ромба = 1/2*d1*d2 S ромба = 1/2*(BcD*MK)
План решения. Площадь ромба нам известна. Чтобы найти диагональ B1D надо найти диагональ MK. МК эравна AC (это надо доказать), а диагональ AC легко вычисляется из площади квадрата ABCD которая известна . Таким образом у нас есть треугольник ВB1D, где мы знаем BD = AC и B1D, гипотенуза легко ищется. △B1C1K = △DCK как прямоугольные треугольники у которых равные гипотенузы (B1K =DK как стороны ромба), и равные катеты B1C1 = DC. Значит и C1K = CK, а значит К тоже середина CC1 Рассмотрим четырехугольник AMKC. МА параллельно КС, МА = КС, углы ∠МАС = ∠КСА = 90° этого достаточно чтобы это был прямоугольник. Значит МК = АС.
Рассмотрим основание ABCD, это квадрат. его площадь равна 3, значит сторона равна 3 А диагональ AC это гипотенуза в прямоугольном треугольнике ADC
AC=AB2+BC2=3+3=6
Значит и МК = 6. По условию S(MB1КD) = 1/2(МК*B1D) = 6
B1D=MR6∗2=612=26
Высота призмы равна ее ребру. Снова обратимся к основанию ABCD, это квадрат, у него равны диагонали AC = BD = 6
Рассмотрим треугольник △B1BD, это прямоугольный треугольник, ребра призмы перпендикулярны основаниям, и являются высотами. B1B перпендикулярно ABCD, значит перпендикулярно и BD, угол ∠B1BD = 90°. B1D гипотенуза, BD катет. Найдем катет B1B.
B1B=B1D2−BD2=(26)2−(6)2
B1B=4∗6−6=18=32
Можно было решать на основе правила, что площадь проекции на плоскость равна площади многоугольника, умноженной на косинус угла между ними. Собственно, начальный многоугольник – ромб, а его проекция – квадрат в основании. Однако надо доказать, что угол ∠B1DB действительно угол между фигурой и ее проекцией.
Сайт помог тебе решить задачу? Помоги нам - задонать!