Тема . ШВБ (Шаг в будущее)

Стереометрия на ШВБ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела швб (шаг в будущее)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#127232

В правильной усеченной четырехугольной пирамиде ABCDA  B C D
      1 1 1 1  сторона нижнего основания ABCD  равна 4,  верхнего основания A1B1C1D1  равна 1,  точка O  — центр основания ABCD.  Поверхность многогранника Φ  состоит из квадрата ABCD,  боковых граней пирамиды ABCDA1B1C1D1  и боковых граней пирамиды OA1B1C1D1.  Найдите площадь сечения многогранника Φ  плоскостью, содержащей прямые AB  и C1D1,  если расстояние от точки D  до плоскости сечения равно  √--
8 14∕9.

Источники: ШВБ - 2025, 10.5 (см. olymp.bmstu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Сначала надо разобраться с сечением. Достройте усечённую пирамиду до пирамиды.

Подсказка 2

Рассмотрите середины отрезков AB, CD, A₁B₁ и C₁D₁.

Подсказка 3

Пусть F — середина AB, Е₁ — середина C₁D₁. Заметим, что прямая FE₁ принадлежит плоскости сечения. Найдем точку её пересечения с гранью OA₁B₁.

Подсказка 4

В данной конструкции появляется много подобных треугольников, пользуйтесь ими.

Показать ответ и решение

PIC

Пусть a =AB = 4,b =A1B1 =1,  расстояние от точки D  до плоскости сечения обозначим    √ --
d= 8 14∕9.  Построим сечение многогранника Φ.

PIC

Достроим усеченную пирамиду ABCDA1B1C1D1  до пирамиды SABCD,  продолжив ребра AA1,BB1,CC1,DD1.  Пусть точки F  и F1  — середины AB  и A1B1  соответственно, E  и E1  — середины CD  и C1D1  соответственно. Прямая FE1  принадлежит плоскости сечения. Найдем точку M  пересечения этой прямой с гранью OA1B1.  Эта точка лежит на прямой OF1.  Треугольники F1ME1  и  OMF  подобны, и

F1M-= E1M-= 2b= 1
MO    MF     a  2

Через точку M  в плоскости OA B
  1 1  проведем прямую KN ∥A B
     1 1  так, что K  лежит на OA ,
  1  N  лежит на OB .
  1  Сечением многогранника Φ  будет многоугольник ABC NKD  .
    1    1  Его площадь равна разности площадей трапеций ABC  D
    1 1  и C NKD  .
 1    1  Высотой трапеции ABC D
   1 1  является отрезок FE ,
   1  а трапеции C NKD
 1    1  — отрезок ME  .
   1

ME1-  1
FE1 = 3

Обозначим α =∠E1F E.  Тогда

               √ --
sin α= -d-= d = 2-14
      FE   a    9

Пусть E1G⊥ FE,  G  принадлежит FE.  Тогда

GE- = GE1-= a− b-= 3
OE    SO     a    4

Значит,

FG= 5F O= 5
    4     2

Следовательно,

      F-G-  ----5-----  9
FE1 = cosα =  ∘   4⋅14 = 2
            2 1−  81

Отсюда       3
ME1 = 2.  Треугольники OKN  и OA1B1  подобны, и

KN    OM    2        2
A1B1 = OF1-= 3, KN = 3

Теперь найдем площади интересующих нас четырехугольников:

         AB-+-C1D1       4+1- 9  45
SABC1D1 =    2    ⋅FE1 =  2  ⋅2 = 4

          NK + C D         2+ 1 3  5
SC1NKD1 = ----2-1-1 ⋅ME1  =-32- ⋅2 =4

В итоге получаем

Sсеч = 45− 5= 10
      4   4
Ответ:

 10

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!