Консультация № 176436
01.02.2010, 21:31
0.00 руб.
0 9 2
В правильной треугольной призме АВСА1В1С1 точки N и P-середины ребер AB и СС1 соответственно. Расстояние и угол между скрещивающимися прямыми AA1 и NP равны соответственно 2 и 30 градусов. Найти площадь полной поверхности призмы

Обсуждение

Неизвестный
02.02.2010, 00:14
общий
02.02.2010, 19:09
это ответ
Здравствуйте, Litta.
Тут надо применить теорему: Синус угла между скрещивающимися прямыми равен отношению длины проекции одной из прямых на плоскость, к которой другая прямая перпендикулярна, к её длине (http://neive.by.ru/geometriia/geom6.html).
Тогда из этой теоремы получим равенство: sin(a)=NC/ND (1) (так как NC есть проекция ND на плоскость ABCD, а плоскость ABCD и прямая AA1 перпендикулярны (Правильная призма — призма в основании которой лежит правильным многоугольник (в нашем случае квадрат), а боковые ребра перпендикулярны плоскостям основания.)).
Если нарисовать чертеж, то можно увидеть справедливость такого равенства: BN^2+BC^2=NC^2. Но из условия мы знаем, что BN=AB/2, а ABCD-квадрат, тогда BC=2BN (ур-ие *) (BN найдем позже). Тогда BN^2+4BN^2=NC^2 или 5BN^2=NC^2 (2).
Из уравнений 1 и 2: 5BN^2=(ND*sin(a))^2 откуда ND=sqrt(5)BN/sin(a).
Из чертежа: PC=ND*cos(a)=sqrt(5)BN*cos(a)/sin(a)=sqrt(5)BN*ctg(a), но по условию CC1=2PC=2*sqrt(5)BN*ctg(a) (ур-ие **).
Теперь зная длинны сторон DC и BC мы можем выразить площадь через BN используя уравнения (*) и (**).
Найдём BN.
Для нахождения расстояния между скрещивающимися прямыми нужно:
- Найти плоскость, перпендикулярную одной из скрещивающихся прямых;
- Ортогонально спроектировать вторую прямую на эту плоскость;
- Из точки пересечения плоскости первой прямой опустить перпендикуляр на проекцию второй прямой
В итоге из чертежа получим, что AMN подобен BCN (где AM перпендикулярна прямой NC и пренадлежит плоскости ABCD, AM и есть расстояние между скрещивающимися прямыми), из чего следует, что NM=AM/2. По теореме пифагора получим BN^2=NM^2+AM^2 откуда BN=sqrt(NM^2+AM^2)=sqrt((AM^2)/4+AM^2)=sqrt(1^2+2^2)=sqrt(5);
Из ур-ия (*) BC=2*sqrt(5);
Из ур-ия (**) CC1=2*sqrt(5)*sqrt(5)*sqrt(3)=10*sqrt(3).
В итоге ссумарная площадь равна: S=2*(BC^2)+4*(CC1*BC)=2*(2*sqrt(5))^2+4*2*sqrt(5)*10*sqrt(3)=2*4*5+8*10*sqrt(15)=40*(1+2*sqrt(15))
Типа такого. Может где есть ошибки но общий подход думаю верен. Если необходим чертёж, пиши, нарисую.
Неизвестный
02.02.2010, 00:18
общий
Если решение верно, то меня можно переводить в студенты сразу))) тем более я уже аспирант. Живу в аспиранской общаге... администрация, ау!!!
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
02.02.2010, 15:03
общий
это ответ
Здравствуйте, Litta.

Рассмотрим треугольник PNC. Так как PC и AA1 параллельны, то угол NPC равен углу между AA1 и NP, т.е. 30 градусов.
Плоскость PNC перпендикулярна AB, а прямая AA1 параллельна плоскости PNC, следовательно длина AN и есть расстояние
между AA1 и NP. Отсуда следует, что сторона основания призмы a=2AN=4.

Высота CN треугольника ABC равна a√3/2=2√3. Из прямоугольного треугольника NPC (в котором CN=2√3 и угол NPC=30 градусов)
находим PC=6. Следовательно высота призмы H=2PC=12.

Площадь основания S_0=a^2√3/4=4√3. Площадь боковой грани S_1=a*H=48.

Полная поверхность призмы S=2S_0+3S_1=8√3+144.

Ответ: S=8(√3+18).
5
давно
Мастер-Эксперт
680
2811
02.02.2010, 16:06
общий
riaman:
Правила прочтите, пожалуйста, а то модераторы вместо перевода в студенты дадут Вам предупреждение за их нарушение.
Мини-форум предназначен для обсуждения вопроса.
Со всеми прочими обращениями - на форум в соответствующие ветки, пожалуйста, или в почту.
Неизвестный
02.02.2010, 16:41
общий
star9491 ваше решение содержит ошибку: длина AN и есть расстояние не верно!
Для нахождения расстояния между скрещивающимися прямыми нужно:
1) Найти плоскость, перпендикулярную одной из скрещивающихся прямых;
2) Ортогонально спроектировать вторую прямую на эту плоскость;
3) Из точки пересечения плоскости первой прямой опустить перпендикуляр на проекцию второй прямой
http://neive.by.ru/geometriia/geom6.html
Проекция прямой PN на плоскость ABCD, то есть прямая NC не перпендикулярна AB!!! То есть не удовлетворяет условию 3.
p.s. Сучкова Татьяна Михайловна извеняюсь, но немного позитива и живого общения было бы не плохо, но раз тут все так строго, то это я в последний раз... (оно и понятно, где деньги - там нет места шуткам)
давно
Мастер-Эксперт
319965
1463
02.02.2010, 17:35
общий
riaman:
прямая NC не перпендикулярна AB


1) NC это медиана, а следовательно и высота равностороннего треугольника ABC и поэтому она перпендикулярна AB.
2) Никакой точки D в условии задачи нет. Вы наверно спутали эту задачу с другой. У нас в задаче - треугольная призма.
Неизвестный
02.02.2010, 19:14
общий
Да, признаю, затупил. Думал четырех угольная призма))) Взал усложнил себе задачу в несколько раз. Решал вон до 12 ночи. Эх... Вот что занчит до позна засиживаться за компом.
давно
Мастер-Эксперт
680
2811
02.02.2010, 19:20
общий
star9491:
Вы абсолютно правы! Какой там квадрат, откуда квадрат - в основании треугольной-то призмы...
Неизвестный
03.02.2010, 12:11
общий
star9491:
огромное Вам спасибо, давно стереометрией не занималась, всегда были проблемы с углами между плоскостями и скрещивающимися прямыми.
С ответом полностью совпало :)
Форма ответа