Основанием пирамиды TABCD служит прямоугольник со сторонами AB = 12 и AD = 4, а боковые ребра соответственно равны TA = 3, TD = 5, TC = 13. Какую наименьшую площадь может иметь сечение пирамиды плоскостью, проходящей через вершину T, центр симметрии основания и точку M, лежащую на ребре BC? На какие части делит точка M ребро BC в этом случае?
Решение. При построении чертежа следует учесть следующее: отсюда
также отсюда
а так как DC, AB, TAD — перпендикулярны между собой, то Следовательно, боковое ребро TA перпендикулярно ABCD.
При любом положении точки M на стороне BC грань TAB является ортогональной проекцией сечения TMN. Площадь сечения будет наименьшей, если наименьшим будет угол между секущей плоскостью и гранью TAB. Так как секущая плоскость проходит через центр симметрии основания O и вершину пирамиды T, то отрезок OT является наклонной к плоскости грани TAB, и наименьшим возможным углом будет где прямая OF перпендикулярна TAB, Линия пересечения секущей плоскости и плоскости грани TAB: TK перпендикулярна TF и пересекает прямую AB в точке K. Если условие TK перпендикулярна TF не выполнено, то и
Прямая, проведенная через точки K и O, пересекает ребро AD в точке N и ребро BC в точке M, — искомое сечение.
Если обозначить то
В и тогда
Точка M делит отрезок BC в отношении
AB | BC | TA | TF | TO | | SNTM | | BM | MC |
12 | 4 | 3 | | 7 | | | 9 : 1 | | |
Ответ: наименьшая площадь сечения равна точка M делит ребро BC на части —
Ответ: наименьшая площадь сечения равна
точка
M делит ребро
BC на части —