Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 72, §1 Понятие многогранника. Призма
№234. Основанием прямой призмы является прямоугольный треугольник. Через середину гипотенузы перпендикулярно к ней проведена плоскость. Найдите площадь сечения, если катеты равны 20 см и 21 см, а боковое ребро равно 42 см.
✎ Запись в тетрадь
Дано:
прямая призма; ∠C=90∘, AC=20 см, BC=21 см, AA1=42 см; M — середина AB, плоскость ⊥AB проходит через M
Идея. Плоскость, перпендикулярная гипотенузе, содержит боковые рёбра по направлению (они тоже перпендикулярны гипотенузе), поэтому сечение — прямоугольник. Его ширину MN находим из подобия треугольников в основании, высота равна боковому ребру.
1Гипотенузу находим по теореме Пифагора, M — её середина.
2Боковое ребро перпендикулярно плоскости основания, значит, перпендикулярно гипотенузе AB. Плоскость, перпендикулярная AB, проходит параллельно ребру, и в сечении получается прямоугольник: стороны MM1 и NN1 равны боковому ребру, а стороны основания и верха сечения перпендикулярны AB.
3Прямая MN перпендикулярна AB и пересекает катет BC в точке N: при BN=cosBBM=2114,5⋅29≈20,02 эта точка лежит на катете (длина BC=21), а не на продолжении. Прямоугольные треугольники BMN и BCA подобны — у них общий угол B.
4Площадь прямоугольника — произведение MN на высоту призмы.
Частая ошибка. Перпендикуляр в середине гипотенузы может выйти не на катет BC, а на катет AC: это зависит от катетов. Здесь основание высоты из C лежит ближе к A (AH=29400<14,5), поэтому линия сечения идёт к катету BC.