Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 72, §1 Понятие многогранника. Призма
№236. Докажите, что площадь боковой поверхности наклонной призмы равна произведению периметра перпендикулярного сечения1 на боковое ребро.
<sup>1</sup> Перпендикулярным сечением наклонной призмы называется её сечение плоскостью, перпендикулярной к боковым рёбрам и пересекающей их.
✎ Запись в тетрадь
Дано:наклонная призма, боковое ребро l; γ⊥ боковым рёбрам, KLM — перпендикулярное сечение
Доказать:Sбок=P⊥⋅l
Плоскость
γ⊥ боковым рёбрам,
K,L,M — точки пересечения с рёбрами.
1Боковые грани — параллелограммы;
l=AA1=BB1=CC1.
2AA1⊥γ,
BB1⊥γ ⇒
KL⊥AA1,
KL⊥BB1.
3 KL — высота параллелограмма
AA1B1B ⇒
SAA1B1B=l⋅KL.
4 Так же:
SBB1C1C=l⋅LM,
SCC1A1A=l⋅MK.
4Sбок=l(KL+LM+MK)=PKLM⋅l5 Ответ: доказано.
Пояснение
Идея. Каждая боковая грань — параллелограмм, а его площадь равна произведению стороны на высоту. Сторона перпендикулярного сечения как раз и есть такая высота.
- 1Секущая плоскость перпендикулярна боковым рёбрам по определению перпендикулярного сечения, поэтому в сечении получается многоугольник KLM (для треугольной призмы), вершины которого лежат на рёбрах.
- 2Противоположные стороны боковой грани лежат на параллельных рёбрах, поэтому грань — параллелограмм (п. 30). Все боковые рёбра равны, длина каждого — l.
- 3Прямая, перпендикулярная плоскости, перпендикулярна любой прямой этой плоскости. Ребра AA1 и BB1 перпендикулярны плоскости γ, а KL лежит в γ.
- 4Отрезок KL соединяет точки двух параллельных прямых AA1 и BB1 и перпендикулярен им обеим, то есть задаёт расстояние между этими прямыми. Это высота параллелограмма, опущенная на сторону AA1; площадь равна AA1⋅KL.
- 5Вынесем общий множитель l: в скобках остаётся сумма сторон перпендикулярного сечения, то есть его периметр. Для произвольной n-угольной призмы рассуждение то же — граней просто n.