В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 сделано сечение плоскостью, которая проходит через прямую AC и вершину D1. Угол между плоскостью сечения и основанием равен 45 градусов. Стороны основания параллелепипеда составляют 12 дм и 16 дм. Какова площадь этого сечения?
Геометрия11 классСечения многогранниковпараллелепипедсечениеплощадьуголгеометрия 11 класспрямоугольный параллелепипедоснование45 градусовACD1
Чтобы найти площадь сечения, которое проходит через прямую AC и вершину D1 в прямоугольном параллелепипеде, необходимо следовать нескольким шагам.
Шаг 1: Определение координат вершин параллелепипеда.Рассмотрим параллелепипед ABCDA1B1C1D1 с основаниями ABCD и A1B1C1D1. Пусть:
Где h - высота параллелепипеда.
Шаг 2: Определение уравнения плоскости сечения.Плоскость проходит через прямую AC и точку D1. Прямая AC соединяет точки A и C:
Уравнение прямой AC можно записать в параметрической форме:
где t изменяется от 0 до 1.
Теперь добавим точку D1(0, 16, h). Плоскость сечения образует угол 45 градусов с основанием, что означает, что наклон плоскости равен 1 (изменение z на единицу соответствует изменению x и y на единицу).
Шаг 3: Определение координат сечения.Плоскость будет пересекаться с осями, и мы можем найти точки пересечения с осями x и y. Поскольку угол 45 градусов, то для каждой единицы, на которую мы поднимаемся по оси z, мы перемещаемся на равные расстояния по осям x и y.
Шаг 4: Нахождение пересечений и площади сечения.Для нахождения координат точек пересечения с осями, используем уравнение плоскости. Поскольку плоскость проходит через D1 и AC, можно записать уравнение плоскости в виде:
z = x + y - k
где k - это значение, соответствующее высоте D1. При подстановке D1(0, 16, h):
Для 45 градусов, k будет равно h. Таким образом, у нас есть:
Теперь найдем пересечения с плоскостью z = 0:
Теперь находим координаты точек пересечения с осями:
Таким образом, у нас получается треугольник с вершинами (0, 0),(h, 0) и (0, h). Площадь этого треугольника можно вычислить по формуле:
Площадь = (1/2) * основание * высота = (1/2) * h * h = (h^2) / 2.
Теперь необходимо знать высоту h. Если высота параллелепипеда не указана, то мы можем предположить, что h = 12 дм (или 16 дм). Таким образом, площадь сечения будет зависеть от выбранной высоты.
Итог:Площадь сечения равна:
Таким образом, площадь сечения зависит от высоты параллелепипеда и составляет 72 дм² или 128 дм².