Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 32, §4 Тетраэдр и параллелепипед
№83. Изобразите параллелепипед ABCDA1B1C1D1 и постройте его сечение плоскостью, проходящей через: а) ребро CC1 и точку пересечения диагоналей грани AA1D1D; б) точку пересечения диагоналей грани ABCD параллельно плоскости AB1C1.
✎ Запись в тетрадь
Дано:ABCDA1B1C1D1 — параллелепипед; а) γ∋CC1, O∈γ — центр AA1D1D; б) γ∋O — центр ABCD, γ∥(AB1C1)
Построить:сечение плоскостью γ
а)
CC1∥DD1⊂(AA1D1D) ⇒
γ пересекает эту грань по
PQ∥CC1 (п. 6,
10).
1 PQ∋O,
PQ∥AA1 ⇒
P — середина
AD,
Q — середина
A1D1.
2 Сечение —
PCC1Q;
PQ∥CC1,
PQ=CC1 ⇒ параллелограмм.
3б)
B1C1∥AD ⇒
D∈(AB1C1); плоскость
AB1C1 пересекает основание по
AD.
4 γ∥(AB1C1) ⇒
γ∩(ABCD)=PQ∥AD,
PQ∋O ⇒
P,
Q — середины
AB,
CD.
5 В грани
ABB1A1:
PP1∥AB1 ⇒
P1 — середина
BB1.
6В грани
DCC1D1:
QQ1∥DC1 ⇒
Q1 — середина
CC1. Сечение —
PQQ1P1.
6Ответ: а) PCC1Q, P, Q — середины AD, A1D1; б) PQQ1P1, вершины — середины AB, CD, CC1, BB1.
Пояснение
Идея. Сечение строится по следам секущей плоскости на гранях. Если известна плоскость или прямая, параллельная секущей, то следы проводятся параллельно известным прямым (п. 6, п. 11).
- 1Ребро CC1 параллельно ребру DD1 грани AA1D1D, поэтому не пересекает эту грань. Плоскость γ содержит CC1 и точку O грани, значит, пересекает грань по прямой, параллельной CC1 и проходящей через O.
- 2Центр грани-параллелограмма лежит на средней линии, параллельной боковым сторонам. Эта прямая делит AD и A1D1 пополам.
- 3Сечение ограничено отрезками PQ (в грани AA1D1D), QC1 (верхнее основание), C1C и CP (основание). Противоположные стороны PQ и CC1 равны и параллельны.
- 4Плоскость AB1C1 содержит A и B1C1, а B1C1∥AD, поэтому она содержит и прямую AD. Её след на основании — AD.
- 5Параллельные плоскости пересекают основание по параллельным прямым. След секущей плоскости проходит через центр O основания параллельно AD, то есть соединяет середины AB и CD.
- 6В грани ABB1A1 плоскость AB1C1 оставляет диагональ AB1, поэтому след γ параллелен ей. Через середину P ребра AB параллельная AB1 делит BB1 пополам (средняя линия △ABB1). Для грани DCC1D1 — то же с диагональю DC1.