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#80061

В кубе ABCDA  B C D
      1 1 1 1  с ребром a  через точку A  параллельно прямой BD  проведена плоскость P  , образующая с прямой AB  угол, равный     -1√-
arcsin2 2  . Найдите площадь сечения куба плоскостью P  и радиус шара, касающегося плоскости P  и граней ABCD  , BCC1B1  и DCC1D1  .

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Как можно воспользоваться данным углом?

Подсказка 2

Проведите перпендикуляры к плоскости P из центра основания и точки D.

Подсказка 3

Пусть плоскость P пересекает ребро CC₁ в точке K. Рассмотрите треугольник ACK.

Подсказка 4

Попробуйте понять, на биссектрисе какого угла должен лежать центр шара.

Подсказка 5

Это будет ∠AKC. А где будет находиться проекция центра шара на основание?

Показать ответ и решение

Плоскость P  пересечет грань BB D D
  1 1  куба по прямой EF ∥BD,  где E ∈DD  ,a
      1  ребро CC
  1  — в некоторой точке K.  Пусть Q  — середина BD, M  и N − основания перпендикуляров, опущенных соответственно из точек D  и Q  на плоскость P.  Тогда DM  = QN,  так как BD ∥P,  и N ∈ AK.

PIC

По условию             √2
∠DAM  =arcsin-4 ,AD = a,  откуда находим         √2  a√2
DM = AD 4-= -4- =QN.  Из треугольника AQN,  в котором      a√2
AQ = -2-       AQ
QN = -2-,  находим        π
∠QAN = 6,  и поэтому

               √ -
AK  =AC --1π= 2--6a
        cos6   3

Пусть S  — площадь сечения куба плоскостью P,  тогда S = 1AK ⋅EF,
    2  где EF =BD = a√2,  и поэтому S = 2√3a2
     3

Теперь найдём радиус R  вписанного шара. Заметим, что центр O  шара лежит на биссектрисе угла KAC  , а проекция L  точки O  на грань ABCD  принадлежат AC.  Из треугольника AOL,  в котором ∠OAL  = 1∠KAC  = π-,OL = R,
        2       12  находим

         π-
AL =R ctg 12 ,

где

   π   1+ cosπ      √-
ctg 12 =-sinπ-6= 2+  3
           6

Так как

LC = R√2,AC = AL+ LC,

тo

 √-    (  π   √-)
a 2= R ctg12 + 2

_____________________________________________________________________________________

Замечание.

Искомый радиус можно было также найти, заметив что он равен радиусу шара, вписанного в треугольную пирамиду KCE1F1,  где   E1  — точка пересечения прямых KE  и CD, F1− точка пересечения прямых KF  и CB,  используя формулу R= 3SVn  где V  — объем пирамиды KCE1F1, Sn  — её полная поверхность.

Ответ:

 2a2---a√2----
 √3;2+ √2+ √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 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!