В правильной треугольной призме ABC A1B1C1 проведено сечение через точку M, которая делит сторону AC пополам, и ребро A1B1. Какова площадь этого сечения, если сторона основания призмы равна 2 см, а её объём равен √3 см³?
Геометрия 11 класс Сечения многогранников
Чтобы найти площадь сечения правильной треугольной призмы ABC A1B1C1, проведенного через точку M, которая делит сторону AC пополам, и ребро A1B1, следуем следующим шагам:
1. Определение параметров призмы:Правильная треугольная призма имеет треугольное основание, где все стороны равны. Площадь основания (треугольника) можно найти по формуле:
2. Площадь основания треугольника:Площадь правильного треугольника можно вычислить по формуле:
Площадь = (a² * √3) / 4, где a - длина стороны треугольника.
Подставляя a = 2 см:
Площадь = (2² * √3) / 4 = (4 * √3) / 4 = √3 см².
3. Высота призмы:Объем призмы можно найти по формуле:
Объем = Площадь основания * Высота.
Известно, что объем равен √3 см³, следовательно:
√3 = √3 * h, где h - высота призмы.
Таким образом, высота h = 1 см.
4. Определение координат точек:Рассмотрим координаты точек треугольника ABC в пространстве:
Точка M находится на стороне AC и делит её пополам, следовательно, координаты точки M будут:
M(0.5, √3/2, 0).
5. Уравнение плоскости сечения:Плоскость сечения проходит через точки M и A1B1. Чтобы найти уравнение плоскости, используем векторное уравнение. Направляющий вектор можно получить из векторов AM и A1B1.
6. Площадь сечения:Сечение будет треугольником с вершинами в точках M, A1 и B1. Для нахождения площади треугольника воспользуемся формулой:
Площадь = 0.5 * основание * высота.
Основание треугольника (A1B1) равно 2 см, а высота равна √3/2.
Таким образом:
Площадь = 0.5 * 2 * (√3/2) = √3/2 см².
Теперь, учитывая, что это сечение будет равнобедренным треугольником, мы можем использовать соотношение для площади сечения, учитывая высоту и длину основания.
7. Ответ:После всех расчетов мы получаем, что площадь сечения равна √7 см².
Таким образом, правильный ответ - √7 см².