4. Точки M и K находятся на ребрах CC1 и DD1 куба ABCDA1B1C1D1, длина ребра которого равна 6. Отношение C1M : MC равно 1:2, а D1K = KD. Прямая MK пересекает плоскость ABC в точке N. Какова длина отрезка NB?
Геометрия 11 класс Геометрия многогранников геометрия 11 класс куб ABCDA1B1C1D1 точки M и K отношение отрезков прямая MK плоскость ABC длина отрезка NB Новый
Для решения этой задачи начнем с того, что нам необходимо определить координаты точек M и K, а затем найти координаты точки N, где прямая MK пересекает плоскость ABC. После этого мы сможем вычислить длину отрезка NB.
Шаг 1: Определение координат куба
Рассмотрим куб ABCDA1B1C1D1 с длиной ребра 6. Мы можем задать координаты его вершин следующим образом:
Шаг 2: Определение координат точки M
Точка M находится на ребре CC1. Поскольку отношение C1M : MC равно 1:2, это означает, что M делит отрезок C1C в отношении 1:2. Сначала найдем координаты C1 и C:
Теперь найдем координаты точки M. Сначала определим длину отрезка C1C:
Длина C1C = 6 (разница по координате z, так как x и y одинаковые).
Теперь найдем координаты точки M, используя отношение 1:2:
Шаг 3: Определение координат точки K
Точка K находится на ребре DD1, и по условию D1K = KD. Это значит, что K делит отрезок D1D пополам. Найдем координаты D1 и D:
Длина отрезка D1D также равна 6. Поскольку K делит отрезок пополам, то:
Шаг 4: Определение уравнения прямой MK
Теперь нам нужно найти уравнение прямой MK, проходящей через точки M(6, 6, 4) и K(0, 6, 3). Для этого воспользуемся параметрическим уравнением прямой:
где t - параметр, принимающий значения от 0 до 1.
Шаг 5: Найдем точку N, где прямая MK пересекает плоскость ABC
Плоскость ABC имеет уравнение z = 0. Подставим z в уравнение прямой:
Решая это уравнение, получаем:
Теперь подставим значение t в уравнения для x и y:
Таким образом, точка N имеет координаты N(-18, 6, 0).
Шаг 6: Вычисление длины отрезка NB
Теперь найдем длину отрезка NB, где B(6, 0, 0). Для этого используем формулу расстояния между двумя точками в пространстве:
Подставим координаты точек N и B:
Ответ: Длина отрезка NB равна 6√17.