Тема 14. Задачи по стереометрии
14.17 Нахождение объема или площади поверхности
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи по стереометрии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#22952

Точки P  и M  — середины рёбер DC  и A1B1  соответственно куба ABCDA1B1C1D1,  а точка K  расположена на ребре AD,  причём AK :KD  = 2:1.  Плоскость α  проходит через точку K  перпендикулярно прямой MP.

а) Докажите, что плоскость α  делит ребро CC1  в отношении 2 :1,  считая от C1.

б) Найдите отношение объёмов многогранников, на которые куб разбивается плоскостью α.

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим прямоугольник DA1B1C  в плоскости (DA1B1 ).  В нём MP  — это средняя линия, значит, MP  ∥A1D.  ОтсюдаA1D  ⊥α,  так как MP ⊥ α  по условию.

В плоскости грани AA1D1D  проведём через точку K  прямую, перпендикулярную A1D.  Пусть она пересекает сторону DD1  в точке N,  то есть KN  ⊥ A1D.  Заметим, что A1D ⊥ AD1  как диагонали квадрата, следовательно, KN ∥ AD1.  Рассмотрим треугольники AD1D  и KND.  Они подобны, так как KN  ∥AD1,  значит,

DA--  DD1-      D1N-   AK--  2
DK =  DN    ⇒   DN   = DK =  1

PIC

В кубе ABCDA1B1C1D1  ребро DC  перпендикулярно грани AA1D1D,  значит, DC  ⊥A1D.  Через точки K  и N  в плоскостях (ABCD )  и (DD1C1C )  соответственно проведем прямые KK1  и NN1,  параллельные DC.  Точки K1  и N1  лежат на BC  и CC1  соответственно. Тогда

AK--= D1N-=  BK1-= C1N1-= 2
KD    ND     K1C   N1C    1

Плоскость (NKK1 )  образована прямыми KN  и KK1,  которые перпендикулярны прямой A1D,  значит, A1D ⊥ (NKK1  ).  Тогда (NKK1  )  — это плоскость α.  Точка N1 ∈α,  значит, искомое отношение равно

C1N1   2
N1C--= 1

б) Рассмотрим многогранник KNDK1N1C,  отсечённый от куба плоскостью (NKK1 ).  Он является прямой призмой с основанием KND  и высотой CD,  так как треугольник KND  лежит в плоскости (AA1D1 ),  а CD ⊥ (AA1D1 )  и CD  ∥KK1 ∥ NN1.

PIC

Пусть длина каждого ребра куба равна a.  Тогда, так как AK  :KD = D1N  :ND = 2:1,  то отрезки KD = ND  = a.
           3  Поскольку △ KND  прямоугольный, то имеем:

               ( 1 (a)2)     a3
V1 = SKND ⋅CD =  2 ⋅ 3   ⋅a= 18

Объём всего куба равен a3,  тогда имеем:

                 3      3
V2 =a3− V1 =a3 − a-= 17a-
            a3   18    18
      V1 = -18-= 1-
      V2   17a138   17
Ответ:

б) 1 :17

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а)

1

ИЛИ

при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

ИЛИ

обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!