Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 72, §1 Понятие многогранника. Призма
№233. Основанием прямой призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым углом B. Через ребро BB1 проведено сечение BB1D1D, перпендикулярное к плоскости грани AA1C1C. Найдите площадь сечения, если AA1=10 см, AD=27 см, DC=12 см.
✎ Запись в тетрадь
Дано:прямая призма; ∠B=90∘; (BB1D1D)⊥(AA1C1C); AA1=10 см, AD=27 см, DC=12 см
Найти:SBB1D1D
BB1⊥(ABC) ⇒
(BB1D1D)⊥(ABC);
(AA1C1C)⊥(ABC).
1 Линия пересечения плоскостей —
DD1⊥(ABC).
1(BB1D1D)⊥(AA1C1C) ⇒
∠BDA=90∘,
BD⊥AC.
2 BD — высота прямоугольного
△ABC к гипотенузе:
3 BD2=AD⋅DC=27⋅12=324,BD=183 BB1∥DD1,
BB1⊥BD ⇒
BB1D1D — прямоугольник.
4 Ответ: 180 см2.
Пояснение
Идея. Из перпендикулярности плоскостей получаем, что BD — высота прямоугольного треугольника, проведённая к гипотенузе. Её длину даёт метрическое соотношение, а сечение оказывается прямоугольником с известной высотой призмы.
- 1Призма прямая, значит, боковые рёбра перпендикулярны основанию. Плоскость, проходящая через перпендикуляр к другой плоскости, ей перпендикулярна (п. 23), — и BB1D1D, и AA1C1C перпендикулярны основанию. Две плоскости, перпендикулярные третьей, пересекаются по прямой, перпендикулярной ей (задача 183): DD1⊥(ABC).
- 2Линейный угол двугранного угла при ребре DD1 образован лучами DB и DA в основании, а значит, равен 90∘ — плоскости перпендикулярны. Поэтому BD⊥AC.
- 3В прямоугольном треугольнике высота к гипотенузе есть среднее геометрическое проекций катетов на гипотенузу, а они равны AD и DC (курс 8 класса).
- 4Рёбра BB1 и DD1 параллельны и перпендикулярны BD, поэтому сечение — прямоугольник со сторонами BD и BB1=AA1.