Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела сферы
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.

Показать ответ и решение

(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 = B1D2= 72
              1

и, следовательно, B1H = 7d2  . Тогда

DF = 1B1H = 36-
     2      d

и

HF = B D− B H − DF =d− 72− 36
      1    1            d   d

Получаем уравнение

      108
6= d−  d

 2
d − 6d− 108= 0

d= 3+3√13,  поскольку d >0  .

Наконец, высота призмы равна

   ∘ ---2-----2  ∘------√-------  ∘ ----√--
h =  B1D  − BD =  9(14+2  13)− 72= 3 6+ 2 13

А объём призмы равен

      2      ∘ ---√---
V = AB ⋅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!