Вопрос:

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA₁B₁C₁D₁ известны ребра AB = 5, AD = 1,4, AA₁ = 0,7. Найдите площадь сечения параллелепипеда плоскостью, проходящей через диагональ A₁D боковой грани и вершину С нижнего основания.

Смотреть решения всех заданий с листа

Ответ:

Пошаговое решение:

  1. Шаг 1: Определим координаты вершин.
    Пусть точка A имеет координаты (0, 0, 0). Тогда:
    A = (0, 0, 0)
    B = (5, 0, 0)
    D = (0, 1.4, 0)
    A₁ = (0, 0, 0.7)
    C = (5, 1.4, 0)
  2. Шаг 2: Найдем координаты нужных точек.
    A₁ = (0, 0, 0.7)
    D = (0, 1.4, 0)
    C = (5, 1.4, 0)
  3. Шаг 3: Найдем векторы, определяющие сечение.
    Вектор A₁D = D - A₁ = (0 - 0, 1.4 - 0, 0 - 0.7) = (0, 1.4, -0.7)
    Вектор A₁C = C - A₁ = (5 - 0, 1.4 - 0, 0 - 0.7) = (5, 1.4, -0.7)
  4. Шаг 4: Найдем вектор нормали к плоскости сечения.
    Вектор нормали N = A₁D × A₁C = \(\begin{vmatrix} i & j & k \\ 0 & 1.4 & -0.7 \\ 5 & 1.4 & -0.7 \end{vmatrix}\) = i(1.4 * -0.7 - (-0.7) * 1.4) - j(0 * -0.7 - (-0.7) * 5) + k(0 * 1.4 - 1.4 * 5)
    N = i(-0.98 + 0.98) - j(0 + 3.5) + k(0 - 7)
    N = (0, -3.5, -7)
  5. Шаг 5: Уравнение плоскости сечения.
    Уравнение плоскости, проходящей через точку A₁(0, 0, 0.7) с нормалью N = (0, -3.5, -7):
    0(x - 0) - 3.5(y - 0) - 7(z - 0.7) = 0
    -3.5y - 7z + 4.9 = 0
    3.5y + 7z - 4.9 = 0
    y + 2z - 1.4 = 0
  6. Шаг 6: Найдем точки пересечения плоскости с ребрами параллелепипеда.
    Плоскость проходит через A₁, D, C. Нам нужно найти точку пересечения с ребром B₁C₁. Ребро B₁C₁ задается параметрически: (5, y, 0.7), где 0 ≤ y ≤ 1.4.
    Подставляем в уравнение плоскости: y + 2(0.7) - 1.4 = 0
    y + 1.4 - 1.4 = 0
    y = 0. Так как 0 ≤ 0 ≤ 1.4, то плоскость пересекает ребро B₁C₁ в точке B₁ (5, 0, 0.7).
    Таким образом, сечение — это четырехугольник A₁DB₁C.
  7. Шаг 7: Найдем длины сторон сечения.
    A₁D = \(\sqrt{0^2 + 1.4^2 + (-0.7)^2}\) = \(\sqrt{1.96 + 0.49}\) = \(\sqrt{2.45}\)
    DB₁: D=(0, 1.4, 0), B₁=(5, 0, 0.7). DB₁ = \(\sqrt{(5-0)^2 + (0-1.4)^2 + (0.7-0)^2}\) = \(\sqrt{25 + 1.96 + 0.49}\) = \(\sqrt{27.45}\)
    B₁C = (5, 0, 0.7) до (5, 1.4, 0). B₁C = \(\sqrt{(5-5)^2 + (1.4-0)^2 + (0-0.7)^2}\) = \(\sqrt{0 + 1.96 + 0.49}\) = \(\sqrt{2.45}\)
    CA₁: C=(5, 1.4, 0), A₁=(0, 0, 0.7). CA₁ = \(\sqrt{(0-5)^2 + (0-1.4)^2 + (0.7-0)^2}\) = \(\sqrt{25 + 1.96 + 0.49}\) = \(\sqrt{27.45}\)
  8. Шаг 8: Определим тип четырехугольника.
    A₁D = B₁C и DB₁ = CA₁. Это параллелограмм.
  9. Шаг 9: Найдем площадь сечения.
    Площадь параллелограмма = |A₁D × A₁C|. Мы уже нашли векторное произведение N = (0, -3.5, -7).
    Площадь = |N| = \(\sqrt{0^2 + (-3.5)^2 + (-7)^2}\) = \(\sqrt{12.25 + 49}\) = \(\sqrt{61.25}\)
    \(\sqrt{61.25} = \sqrt{\frac{245}{4}} = \frac{\sqrt{245}}{2} = \frac{\sqrt{49 imes 5}}{2} = \frac{7\sqrt{5}}{2}\)

Ответ: Площадь сечения равна \(\frac{7\sqrt{5}}{2}\)

ГДЗ по фото 📸
Подать жалобу Правообладателю

Похожие