14.11 Построение сечений
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Постройте сечение правильной шестиугольной призмы плоскостью, проходящей
через точки
и
(точка
лежит в грани
).
Назовем плоскость плоскостью
Пусть — ортогональная проекция точки
на плоскость
Тогда
пересекает
в точке
в которой прямая
пересекает прямую
(так как
— проекция точки
на плоскость
).
Пусть Тогда
— точка, в которой
пересекает
следовательно,
— прямая, по которой
пересекает
Пусть Тогда
— точка, лежащая в
Если
то
— сторона искомого сечения. Можно также соединить
и
и получить еще одну сторону
сечения.
Пусть Тогда
— точка, лежащая в
Если
то
— сторона искомого сечения.
Можно также соединить
и
и получить еще одну сторону
сечения.
Пусть Тогда
— точка, лежащая в
Если
то
— сторона искомого сечения. Можно также
соединить
и
и получить еще одну сторону
сечения.
Получили сечение призмы плоскостью — шестиугольник
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Постройте сечение правильной шестиугольной призмы плоскостью, проходящей
через точки
и
(точка
лежит в плоскости грани
на
продолжении
за точку
).
Назовем плоскость плоскостью
Пусть — ортогональная проекция точки
на плоскость
Тогда
пересекает
в точке
в которой прямая
пересекает прямую
(так как
— проекция точки
на плоскость
). Плоскость
также пересекает
в точке
в которой прямая
пересекает
прямую
(так как
— проекция точки
на плоскость
). Таким
образом,
пересекает
по прямой
Пусть
тогда
— сторона сечения
призмы плоскостью
Пусть Тогда
— точка, лежащая в
следовательно,
— еще одна сторона сечения, где
Пусть Тогда
— точка, лежащая в
следовательно,
— еще одна сторона сечения, где
Получаем еще одну сторону сечения Тогда сечение призмы плоскостью
— шестиугольник
могла пересечь не стороны
и
, а их продолжения (либо
продолжение только одной из этих сторон), тогда сечение получилось бы
другим.
могла бы пересечь не
а ребро
тогда сечение выглядело
бы по-другому.
Заметим, что
в нашем случае пересечет именно ребро
так
как точка
лежит на ребре
следовательно, плоскость
пересекает
плоскость
по прямой
которая пересекает в результате
положения
отрезок
а не его продолжение.
Все зависит от положения точек
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
если
известно, что она не пересекает грань
куба.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив их,
мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего сечения.
Аналогично отрезок
— вторая сторона нашего сечения.
1 способ
Пусть — точка пересечения прямых
и
Так как
лежит
в плоскости грани
то и
лежит в плоскости этой грани,
ровно как и точка
Следовательно, проведя прямую через точки
и
мы получим отрезок
являющийся третьей стороной нашего
сечения. Здесь
— точка пересечения прямой
и ребра
Таким образом, четырехугольник — искомое сечение.
2 способ
Плоскости граней и
параллельны, следовательно, секущая
плоскость пересекает их по параллельным прямым. Проведем
как
показано на рисунке.
Значит, четырехугольник — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
если
известно, что она пересекает грань
куба.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив их,
мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего сечения.
Аналогично отрезок
— вторая сторона нашего сечения.
Пусть — точка пересечения прямых
и
Так как
лежит
в плоскости грани
то и
лежит в плоскости этой грани,
ровно как и точка
Следовательно, проведя прямую через точки
и
мы получим отрезок
являющийся третьей стороной нашего
сечения. Здесь
— точка пересечения прямой
и ребра
Проделав аналогичную процедуру, найдем — точку пересечения прямых
и
Тогда отрезок
являющийся пересечением прямой
и
грани
— еще одна из сторон сечения.
Таким образом, пятиугольник — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах и
куба
отмечены точки
и
соответственно,
— точка внутри грани
Постройте сечение куба
плоскостью
Рассмотрим диагональное сечение куба — прямоугольник Продлим
прямые
и
до пересечения в точке
Тогда
— точка секущей
плоскости, следовательно, соединив ее с точкой
мы получим прямую
которая пересекает грань
по отрезку
являющемуся одной из
сторон сечения.
Таким образом, нами найдены стороны
сечения.
Далее, так как параллельные плоскости пересекаются секущей плоскостью по
параллельным прямым, то грань секущая плокость пересекает по
отрезку
а грань
— по отрезку
Здесь
а
Таким образом, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На продолжении ребра куба
за точку
отмечена
точка
При этом
и
— точки на ребрах
и
соответственно.
Постройте сечение куба плоскостью
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив их,
мы получим сторону
сечения. Пусть
— точка пересечения прямых
и
Тогда эта точка лежит в плоскости грани
как и точка
Следовательно, проведя прямую через точки
и
мы получим
сторону
сечения.
Так как параллельные плоскости пересекаются секущей плоскостью по
параллельным прямым, то проведем а затем проведем
Таким образом, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Постройте сечение куба плоскостью, проходящей через точки
и
лежащие на ребрах
и
соответственно.
Точка — проекция
на плоскость
Пусть
— проекция
на
то есть
Так как прямая пересекается с плоскостью в
той же точке, в которой эта прямая пересекается со своей проекцией на эту
плоскость, то
Следовательно,
— точка
из плоскости сечения.
Пусть прямая пересекает
в точке
а
— в точке
Тогда
и
— две стороны искомого сечения.
Пусть пересекает
в точке
а
— в точке
Тогда
и
— еще две стороны искомого сечения.
Пусть пересекает
в точке
Получили сечение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребре куба
отмечена точка
Постройте
сечение куба плоскостью
проходящей через точки
и
параллельно
Проведем Так как
и
то
Верхняя и нижняя
грани куба параллельны, следовательно,
пересечет их по параллельным
прямым. Так как
то
пересекает верхнюю грань по прямой
Следовательно, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребре куба
отмечена точка
Постройте сечение
куба плоскостью
проходящей через точку
параллельно
и
Проведем и
Тогда
проходит через
прямые
и
Следовательно, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Пусть — середина ребра
куба
Найдите сечение куба
плоскостью
проходящей через точки
и
параллельно
Рассмотрим сечение куба плоскостью, проходящей через
и
Проведем в этой плоскости
Тогда
Пусть Тогда
Пусть
Тогда
— одна из сторон сечения.
Пусть Тогда
— одна из сторон сечения.
Следовательно, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
правильной пирамиды
с вершиной
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение пирамиды
плоскостью
Рассмотрим плоскость В ней лежат прямые
и
Пусть
—
их точка пересечения. Тогда она лежит в плоскости искомого сечения.
Пусть — точка пересечения
и
Тогда
— сторона
сечения. Пусть
— точка пересечения
и
Тогда она также лежит в
плоскости искомого сечения. Пусть прямая
пересекает
в точке
Следовательно, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Постройте сечение куба плоскостью, проходящей через середину диагонали куба перпендикулярно этой диагонали.
Пусть — середина диагонали
Найдем сечение куба плоскостью
проходящей через точку
и перпендикулярной
Проведем через две прямые, перпендикулярные
Тогда
будет
проходить через эти две прямые.
По теореме о трех перпендикулярах имеем
Так как — точка пересечения всех диагоналей куба и их середина, то
лежит в плоскости
Проведем через
в этой плоскости прямую
Тогда
Проведем в плоскости прямую
Тогда
По теореме о домике для плоскостей
и
имеем, что линия
пересечения
и
должна быть параллельна
(или
Следовательно, в верхней грани через
проведем
а в
нижней грани через
проведем
Следовательно, — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Точка — середина ребра
параллелепипеда
Постройте сечение параллелепипеда плоскостью,
проходящей через точки
,
и
Обозначим через плоскость сечения. В параллелепипеде плоскости
и
параллельны. Тогда прямые их пересечения с
плоскостью
должны быть параллельны между собой.
Таким образом, прямая пересечения плоскостей и
должна быть
параллельна прямой
а также должна проходить через
точку
поскольку
и
Тогда точка
такая, что
принадлежит
Искомое сечение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Точка — середина ребра
параллелепипеда
Постройте
сечение параллелепипеда плоскостью, проходящей через точку
параллельно
прямым
и
- 1.
- Обозначим плоскость сечения через
По условию
а значит, пересекает плоскость
по прямой, параллельной
и проходящей через точку
так как
и
Тогда точка
такая, что
принадлежит
- 2.
- В параллелепипеде плоскости
и
параллельны. Тогда прямые их пересечения с плоскостью
должны быть параллельны между собой и параллельны прямой
так как
Таким образом, прямая пересечения плоскостей
и
должна быть параллельна прямой
а также должна проходить через точку
так как
и
Тогда точка
такая, что
принадлежит
- 3.
- Искомое сечение
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
Дан куб с точкой
которая лежит на диагонали
и
делит её в отношении
Постройте сечение куба плоскостью,
проходящей через точку
перпендикулярно этой диагонали.
Построим сечение куба плоскостью проходящей через точку
и
перпендикулярной
Рассмотрим плоскость
Диагональ
лежит в ней, при этом
по условию.
Проведем в плоскости через точку
прямую, перпендикулярную
Данная прямая будет лежать в сечении. Пусть она пересекла
в точке
Найдем
Пусть сторона куба равна
тогда
поэтому
Заметим, что Тогда
Таким образом, точка — это точка пересечения диагоналей квадрата
Теперь через точку нужно провести прямую, перпендикулярную прямой
По теореме о трех перпендикулярах это будет прямая
Тогда сечение
проходит через точки
и
Остается заметить, что прямая также перпендикулярна прямой
по
теореме о трех перпендикулярах, так как проекцией диагонали
на
плоскость
является прямая
а она перпендикулярна прямой
Таким образом сечение проходит через точки и
то есть сечением
куба является треугольник
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего
сечения.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
— вторую сторону нашего сечения.
Наконец, соединив точки и
лежащие в плоскости грани
получим отрезок
— третью сторону нашего сечения.
Значит, треугольник — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно, причем
— середина
— середина
Постройте сечение куба плоскостью
и докажите, что сечение является
равнобедренным треугольником.
Сперва построим сечение.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего
сечения.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
— вторую сторону нашего сечения.
Наконец, соединив точки и
лежащие в плоскости грани
получим отрезок
— третью сторону нашего сечения.
Значит, — искомое сечение.
Докажем, что треугольник — равнобедренный.
Так как в кубе все ребра равны, то Следовательно,
как половины равных отрезков.
Далее, все грани куба являются квадратами, то есть
Тогда треугольники и
равны по двум сторонам и углу между
ними:
— общая сторона,
Из равенства треугольников получаем, что что и требовалось
доказать.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены середины
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
и
докажите, что сечение является равносторонним треугольником.
Сперва построим сечение.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего
сечения.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
— вторую сторону нашего сечения.
Наконец, соединив точки и
лежащие в плоскости грани
получим отрезок
— третью сторону нашего сечения.
Значит, — искомое сечение.
Докажем, что треугольник — равносторонний.
Так как в кубе все ребра равны, то Следовательно,
как половины равных отрезков.
Далее, все грани куба являются квадратами, то есть
Тогда треугольники и
равны по двум сторонам и углу между
ними:
— общая сторона,
Из равенства этих треугольников получаем, что
Также равны треугольники и
по двум сторонам и углу
между ними:
— общая сторона,
Из равенства этих треугольников получаем, что
Следовательно, что и требовалось доказать.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего
сечения.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив
их, мы получим отрезок
— вторую сторону нашего сечения.
Наконец, соединив точки и
лежащие в плоскости грани
получим отрезок
— третью сторону нашего сечения.
Значит, треугольник — искомое сечение.
Ошибка.
Попробуйте повторить позже
На ребрах
и
куба
отмечены точки
и
соответственно. Постройте сечение куба плоскостью
если
известно, что она пересекает грань
куба.
Точки и
лежат в плоскости грани
следовательно, соединив их,
мы получим отрезок
являющийся одной из сторон нашего сечения.
Аналогично отрезок
— вторая сторона нашего сечения.
Пусть — точка пересечения прямых
и
Так как
лежит в
плоскости грани
то и
лежит в плоскости этой грани, ровно как и
точка
Пусть — точка пересечения прямых
и
а
— точка
пересечения
с ребром
Тогда, соединив точки
и
мы
получим отрезок
являющийся третьей стороной нашего сечения.
Пусть — точка пересечения
с ребром
Тогда отрезок
— еще одна из сторон сечения.
Таким образом, — искомое сечение.