РУҚА
15

Шешімі: Сечение правильной призмы

ЕГЭ · Математика, профиль · Тапсырма 15 · Стереометрия
ЖоғарыФИПИ55B421Толық шешім≈ 15 минутТалдау 7 қадам
Условие

В правильной треугольной призме $ABCA_1B_1C_1$ отметили точки $M$ и $K$ на рёбрах $AA_1$ и $A_1B_1$ соответственно. Известно, что $A_1M=2MA$, $A_1K=KB_1$. Через точки $M$ и $K$ провели плоскость $\alpha$, перпендикулярную грани $ABB_1A_1$.

а) Докажите, что плоскость $\alpha$ проходит через вершину $C_1$.
б) Найдите площадь сечения призмы $ABCA_1B_1C_1$ плоскостью $\alpha$, если все рёбра призмы равны $12$.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

7 қадам
1

Выберем координаты вершин призмы: $A(0,0,0)$, $B(12,0,0)$, $C(6,6\sqrt{3},0)$, $A_1(0,0,12)$, $B_1(12,0,12)$, $C_1(6,6\sqrt{3},12)$.

2

Из условия $A_1M=2MA$ и $AA_1=12$ следует $MA=4$, поэтому $M(0,0,4)$. Точка $K$ — середина ребра $A_1B_1$, поэтому $K(6,0,12)$.

$$12-z_M=2z_M,\quad z_M=4$$
3

Грань $ABB_1A_1$ задаётся уравнением $y=0$. Плоскость, перпендикулярная этой грани, имеет нормаль, перпендикулярную вектору $(0,1,0)$, поэтому её уравнение не содержит $y$. Через точки $M$ и $K$ проходит плоскость с уравнением $4x-3z+12=0$.

$$4\cdot0-3\cdot4+12=0,\quad 4\cdot6-3\cdot12+12=0$$
4

Для вершины $C_1(6,6\sqrt{3},12)$ имеем $4\cdot6-3\cdot12+12=0$. Следовательно, $C_1\in\alpha$, что доказывает пункт а).

$$24-36+12=0$$
5

Плоскость пересекает призму по треугольнику $MKC_1$: отрезки $MK$, $KC_1$ и $C_1M$ лежат соответственно в гранях $ABB_1A_1$, $A_1B_1C_1$ и $ACC_1A_1$.

6

Найдём площадь треугольника по векторному произведению. Имеем $\overrightarrow{MK}=(6,0,8)$ и $\overrightarrow{MC_1}=(6,6\sqrt{3},8)$.

$$S_{MKC_1}=\frac12\left|\overrightarrow{MK}\times\overrightarrow{MC_1}\right|$$

Векторное произведение равно $(-48\sqrt{3},0,36\sqrt{3})$, его длина равна $60\sqrt{3}$. Поэтому площадь сечения равна $30\sqrt{3}$.

$$\left|\overrightarrow{MK}\times\overrightarrow{MC_1}\right|=60\sqrt{3},\qquad S=\frac12\cdot60\sqrt{3}=30\sqrt{3}$$
Жауап

Плоскость $\alpha$ проходит через $C_1$, а площадь сечения $MKC_1$ равна $30\sqrt{3}$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Қате определяют положение точки $M$: из условия следует $MA=4$, а не $A_1M=4$.

Считают, что сечение является четырёхугольником, хотя плоскость пересекает призму по треугольнику $MKC_1$.

Забывают доказать, что точка $C_1$ принадлежит плоскости $\alpha$.

Ошибаются при вычислении площади треугольника по векторам.

Закрепить приёмВ теме «Стереометрия» ещё 118 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 15 ЕГЭ, математика, профиль

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 7 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Стереометрия»: в ней 119 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.