Тема . Счёт площадей и объёмов

Площадь сечения (+ построение сечений)

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела счёт площадей и объёмов
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#106964

 ABCDE  — правильный гипертетраэдр. Пространство Ω  проходит через точки K,L,L
     1  и M1  — середины рёбер AB,BC,CD  и DE  соответственно.

а) Докажите, что сечением гипертетраэдра ABCDE  пространством Ω  является правильная треугольная призма.

б) Найдите угол между гипергранями ABCE  и BCDE.

Примечание 1: Гипергранным углом в гиперпространстве называется фигура, образованная двумя полупространствами с общей граничной плоскостью и одной из частей пространства, ограниченного этими полупространствами.

Примечание 2: Построение линейного угла:

1) Пусть даны два полупространства Ψ  и Ω  с общей граничной плоскостью β.  Через какую-нибудь точку B  этой плоскости в данных полупространствах проведём лучи a  и b,  перпендикулярные плоскости β.  Угол, образованный лучами a  и b,  называется линейным углом данного гипергранного угла.

2) Величиной гипергранного угла называется величина его линейного угла.

Показать ответ и решение

(a) Рассмотрим грань ABCD  исходного гипертетраэдра. Ее сечение пространством Ω  лежит в плоскости α,  проходящей через точки K,L,L1.  Докажем, что точка K1  — пересечение α  с ребром AD  — является его серединой.

Действительно, пусть это не так, тогда прямая L1K1  не параллельна прямой AC  и пересекает его в точке S,  которая лежит в плоскости α,  что невозможно, потому что α  параллельна AC.

PIC

Таким образом,

K1L1 = AC-= KL, аналогично K1K =L1L = BD-
        2                            2

Подобным образом, каждым сечением гипертетраэдра является четырехугольник, все стороны которого равны. Кроме этого, стороны всех четырехугольников равны половине ребра грани исходного гипертетраэдра, а значит, равны между собой, т.е. его сечением является трехранная призма, все ребра которой равны.

PIC

б) Общей граничной плоскостью пространств, содержащих гиперграни ABCE  и BCDE  является плоскость BCE.  Пусть H  — центр правильного треугольника BCE,  тогда прямые AH  и DH  как высоты в правильных тэтраэдрах перпендикулярны плоскости BCE,  то есть искомым является угол AHD.

PIC

Без ограничений общности, будем считать, что каждое ребро исходного тетраэдра имеет длину 1.  Тогда           √6-
DH = AH =  3  как высоты в правильных тэтраэдерах с единичным ребром. Наконец, в силу теоремы косинусов для треугольника AHD

AD2 = AH2 + DH2− 2AH ⋅DH cos∠AHD

т.е.

                                   6
∠AHD = arccosAH2+-DH2-−-AD2-=arccos2⋅9-− 1 = arccos1
               2AH ⋅DH             2⋅ 69       4
Ответ:

б) arccos1
     4

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!