Условие: Длина ребра основания призмы AB = AC = BC = a = 6, высота h = 3 / [$8730$]7 . AP = 1, A
1F = 3 , BK = KB
1 .
Вычислить площадь сечения S и угол м-ду плоскостью основания призмы и плоскостью сечения [$946$] .
Решение: Начертим призму в Декартовой системе координат OXYZ с таким разворотом, чтобы плоскость сечения была видна нам под наилучшим углом обзора (не боком). В начало координат поместим точку A(0; 0; 0).
В треугольнике ABC правильной треугольной призмы все углы равны [$945$] = [$960$]/3 = 60°. Sin(60°) = [$8730$]3 / 2 .
Отмерим от точки A координаты прочих вершин призмы: A
1(0; 0; h), B(a; 0; 0), B
1(a; 0; h), C(a/2; a·[$8730$]3 / 2; 0), C
1(a/2; a·[$8730$]3 / 2; h).
Поскольку AP = 1 = AC / 6 , то координаты точки P будут как 1/6 от координат вершины C, то есть P(a/12; a·[$8730$]3 / 12; 0).
Тк A
1F = 3 = a/2 , то XY-координаты точки F будут как 1/2 от XY-координат вершины C
1, то есть F(a/4; a·[$8730$]3 / 4; h) .
Точка K наследует координаты вершины B
1, но с половинной аппликатой: K(a; 0; h/2) .
Сечение - плоскость [$946$] - имеет форму 5-угольника. Вычислять его площадь будем как сумму его 3х треугольников.
Для вычисления координат точек M и Q (на пересечении [$946$] с рёбрами AB и B
1C
1) надо сначала получить уравнение плоскости [$946$] .
Работаем по алгоритму учебной статьи "
Уравнение плоскости. Как составить уравнение плоскости? Задачи иРешения"
Ссылка1 . Читаем: ВекторНормали плоскости [$946$] - это вектор, кот-й перпендикулярен этой плоскости. Вычисляем ВекторНормали как Векторное произведение. Вычисления очень громозкие и трудоёмкие, в них легко ошибиться. Чтоб избавить себя и Вас от ошибок, я делаю сложные вычисления в популярном приложении
Маткад (ссылка2) . Маткад-скриншот с чертежом прилагаю. Я добавил в скрин подробные комментарии зелёным цветом.
Маткад отображает формулы точно так же, как стандартные математические редакторы формул с некоторыми непривычными операторами. Поясняю их смысл, чтоб Вы не испугались:
Выражение Qx := Уравнение
solve,x означает Решить Уравнение, прописанное слева от solve относительно искомой переменной x , а результат присвоить в переменную Qx .
Символ
= - вывести на экран в числовом виде. Символ
[$8594$] - вывести на экран в символьном виде (имена переменных с операндами либо в виде простой, неокруглённой дроби).
Оператор stack(A, B, C, …) объединяет числовые данные в вектор/массив. Simplify - упростить.
Косой крест - Векторное умножение, Серединная точка - скалярное или обычное умножение.
Вы можете заменить мои вычисления любым удобным Вам способом (в тч используя OnLine-калькуляторы).
Ответ: площадь сечения равна 39/4 кв.ед, угол м-ду плоскостями основания призмы и сечения равен 30°.
Чертёж пришлось растянуть по вертикали, чтоб линии и надписи не сливались.
Я сделал в Маткаде проверку вычисления площади по формулам Герона, оба значения площади совпали. Если Вам нужен скриншот проверки (он тоже большой по размеру), я могу опубликовать его ниже.