Консультация № 63130
18.11.2006, 13:16
0.00 руб.
0 5 3
Здравствуйте. Помогите, пожалуйста, решить геометрическую задачу.
Секущая плоскость правильного тетраэдра параллельна двум его скрещивающимся ребрам и проходит через середину их общего перпендикуляра. Найдите площадь сечения, если ребро тетраэдра равно 2.
Спасибо.

Обсуждение

Неизвестный
19.11.2006, 06:39
общий
это ответ
Здравствуйте, KISS-KA!
Т.к. плоскость проходит через середину перпендикулярна, то он пересекает все его грани по средним линиям. Т.к. тетраэдр правильный, то все они равны - следовательно, сечение - ромб. Остается доказать, что это квадрат. Средние линии параллельны основаниям "своих" треугольников, а основания - это две скрещивающихся прямые. А т.к. смежные линии лежат в одной плосоксти, и парарллельны двум скрещивающимся прямым, то они перпендикулярны. Т.е. это ромб со стороной 1 (средняя линия равна половине основания треугольника) и прямым углом, т.е. квадрат площади 1.

Либо через координаты. Пусть его вершины задаются следущими координатами:
(1; √3; 0) (-1; √3; 0) - одно из указанных в условии скрещивающихся ребер
(0; -√3; 1) (0; -√3; -1) - другое из указанных в условии скрещивающихся ребер
Их общим перпендикуляром является ось Oy, а сечение, соответственно, лежит в плоскости Oxz. Координаты вершин сечения:
(1/2; 0; 1/2), (-1/2; 0; 1/2), (1/2; 0; -1/2), (-1/2; 0; -1/2)
Получается квадрат со стороной 1.
Неизвестный
19.11.2006, 08:34
общий
это ответ
Здравствуйте, KISS-KA!
Ответ: 1. Рассуждения следующие: поскольку тетраэдр правильный, следовательно все его ребря одинаковой длины - по условию каждое ребро равно 2. Следовательно, если разрезать этот тетраэдр секущей плоскостью посередине, получим тетраэдр с ребром равным 1 сверху от этой секущей плоскости. В основании тетраэдра будет квадрат, у которого каждая сторона будет равна 1. Перемножаем стороны и получаем в результате плохадь, равную 1.
Неизвестный
19.11.2006, 15:35
общий
Уважаемые Сухомлин Кирилл Владимирович и Grigory! А не могли бы вы мне, дурочке, еще и объяснить, как сделать рисунок? А то я что-то застряла на нем и не могу начертить. Просто в школе мы ничего подобного не проходили. Пожалуйста.....
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
20.11.2006, 08:51
общий
Именно построение рисунка является наиболее трудным. Итак, пусть грань ABC - основание правильного тетраэдра ABCD. Обозначим длину его ребра через a, секущую плоскость - через п. Определим вид сечния. Воспользуемся утверждением "отрезок, соединяющий середины скрещивающихся рёбер правильного тетраэдра, является их общим перепендикуляром" (доказательство опускаю).Пусть Е - середина ребра АС, F - середина ребра BD. Соединим эти точки прямой и обозначим через G середину отрезка EF.Поскольку плоскость ABC проходит через прямую АС, параллельную плоскости п согласно условию, то эти плоскости пересекутся по некоторой прямой HI, параллельной прямой АС. Так же и линия пересечения плоскостей DBE и п параллельна прямой BD. Далее:1) соединяем точки В и Е прямой;2) через точку G проводим прямую GJ, параллельную BD (J - точка пересечения прямых GJ и ВЕ);3) через точку J проводим прямую параллельную AC (H и I - точки пересечения построенной прямой с рёбрами AB и CD соответственно);4) через точку K пересечения прямых GJ и DE проводим прямую LM параллельно АС (точки L и М лежат на рёбрах AB и СD соответственно).Полученное сечение HIML является прямоугольником (это следует из утверждения, доказательство которого опускаем: "В правильном тетраэдре противоположные рёбра перпендикулярны").Из подобия треугольников EFB и EGJ следует, что |EJ|=|BE|/2. Соответственно и |HI|=|AC|/2, |HL|=|BD|/2, т. е. полученное сечение - квадрат со стороной, равной a/2.В нашем случае a=2, следовательно, площадь сечения S=(2^2)/4=1 (кв. ед.).
Об авторе:
Facta loquuntur.
давно
Мастер-Эксперт
17387
18345
20.11.2006, 08:53
общий
это ответ
Здравствуйте, KISS-KA!
Посмотрите, пожалуйста, решение на мини-форуме.
С уважением,
Mr. Andy.
Об авторе:
Facta loquuntur.
Форма ответа