Тема . Физтех и вступительные по математике в МФТИ

Стереометрия на Физтехе

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела физтех и вступительные по математике в мфти
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#100420

Дана правильная призма ABCDA   B C D
       1 1 1 1  с основанием ABCD.  Плоскости α  и β  перпендикулярны B D
  1  и проходят через вершины A  и D1  соответственно. Пусть F  и H  соответственно — точки пересечения плоскостей α  и β  с диагональю B1D  , при этом DF < DH.

(a) Найдите отношение B1H :DF.

(b) Пусть дополнительно известно, что некоторая сфера радиуса 3 касается всех боковых граней призмы, а также плоскостей α  и β.  Найдите отрезок B1D  и объём призмы ABCDA1B1C1D1.

Подсказки к задаче

Пункт а, подсказка 1

Посмотрите на плоскость α. Через какие еще точки она должна пройти?

Пункт а, подсказка 2

Например, она должна пройти через точку С.

Пункт а, подсказка 3

А если рассмотреть B₁H и DF как проекции?

Пункт б, подсказка 1

Как мы можем воспользоваться сферой?

Пункт б, подсказка 2

Рассмотрите ее проекцию на основание ABCD.

Пункт б, подсказка 3

Найдите расстояние между плоскостями α и β.

Показать ответ и решение

PIC

(a) Из соображений симметрии (относительно плоскости BDD1B1 )  плоскость α  проходит через точку C  — и, значит, через центр O  грани ABCD.  Отрезки B1H  и DF  — проекции параллельных отрезков B1D1  и DO  на прямую B1D,  причём B1D1 =2DO.  Значит, B1H :DF = 2.

(b) Поскольку сфера касается всех боковых граней призмы, её проекция на основание есть окружность, вписанная в это основание. Значит, AB = 2r= 6.  Кроме того, α  и β  — это две параллельные плоскости, касающиеся сферы, поэтому расстояние между ними равно диаметру сферы, то есть 6.  Так как B1D⊥ α,  этим расстоянием является отрезок HF,  поэтому HF = 6.

Обозначим B1D = d.  Поскольку D1H  — высота прямоугольного треугольника B1D1D,  то

B1H ⋅B1D = B1D21 = 72

и, следовательно,       72
B1H = d .  Тогда

     1      36
DF = 2B1H = d-

и

                       72  36
HF = B1D− B1H − DF =d− -d −-d

Получаем уравнение

6= d− 108
       d

d2− 6d− 108= 0

      √--
d= 3+3 13,  поскольку d >0.

Наконец, высота призмы равна

   ∘ ----------  ∘--------------  ∘ -------
h =  B1D2 − BD2 = 9(14+2√13)− 72= 3 6+ 2√13

А объём призмы равен

             ∘ -------
V = AB2 ⋅h= 108 6+ 2√13-
Ответ:

(a) 2:1

(b)           √--      ∘ ---√---
B1D = 3+ 3 13,V = 108  6+ 2 13

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 онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и 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!