сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Точка M  — се­ре­ди­на ребра AD куба ABCDA'B'C'D' с реб­ром a. Через точку B' про­ве­де­на пря­мая L, па­рал­лель­ная плос­ко­стям A'BM и C'BD. Найти длину от­рез­ка пря­мой L, рас­по­ло­жен­но­го внут­ри куба.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Для ре­ше­ния этой за­да­чи вос­поль­зу­ем­ся ме­то­дом ко­ор­ди­нат. По­ме­стим на­ча­ло ко­ор­ди­нат в точку A. Про­ве­дем ось X через точки A и D в на­прав­ле­нии точки D, ось Y  — через точки A и B в на­прав­ле­нии точки B, ось Z  — через точки A и A′ в на­прав­ле­нии точки A′. За­пи­шем ко­ор­ди­на­ты вер­шин куба

A в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 0; 0; a пра­вая круг­лая скоб­ка , \quad B левая круг­лая скоб­ка 0; a; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка , \quad C в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка a; a; a пра­вая круг­лая скоб­ка , \quad B левая круг­лая скоб­ка 0; a; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка , \quad D левая круг­лая скоб­ка a; 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка

и ко­ор­ди­на­ты точки M левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Плос­ко­сти ABM и CBD за­да­ют­ся урав­не­ни­я­ми 2 x плюс y плюс z минус a=0 и x плюс y минус z минус a=0, со­от­вет­ствен­но. Най­дем на­прав­ля­ю­щий век­тор пря­мой, по ко­то­рой пе­ре­се­ка­ют­ся эти плос­ко­сти. За­ме­тим, что точка B при­над­ле­жит этой пря­мой, так как она при­над­ле­жит обеим плос­ко­стям. Вто­рую точку на пря­мой (обо­зна­чим ее K) будем ис­кать из усло­вия y=0. Под­став­ляя y=0 в урав­не­ния плос­ко­стей ABM и CBD, по­лу­чим x= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a и  z= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a . Вы­чис­лим

\overrightarrowB K= левая фи­гур­ная скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a; минус a; минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a пра­вая фи­гур­ная скоб­ка

и за­пи­шем урав­не­ние пря­мой, про­хо­дя­щей через точку B в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 0; a; a пра­вая круг­лая скоб­ка па­рал­лель­но век­то­ру \overrightarrowB K:

 дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: y минус a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: z минус a, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби .

Най­дем точку пе­ре­се­че­ния этой пря­мой с гра­нью куба AADD  левая круг­лая скоб­ка y=0 пра­вая круг­лая скоб­ка :

 дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: x минус a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: z минус a, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби \Rightarrow x= дробь: чис­ли­тель: минус 2 a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , z= дробь: чис­ли­тель: 2 a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Ис­ко­мая длина равна рас­сто­я­нию между точ­кой B в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \prime пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка 0; a; a пра­вая круг­лая скоб­ка и точ­кой  левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: минус 2 a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ; 0; дробь: чис­ли­тель: 2 a, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка :

 d= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 4 a в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби плюс a в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a.

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a.