Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 33, §4 Тетраэдр и параллелепипед
№87. Изобразите параллелепипед ABCDA1B1C1D1 и постройте его сечение плоскостью MNK, где точки M, N и K лежат соответственно на рёбрах: а) BB1, AA1, AD; б) CC1, AD, BB1.
✎ Запись в тетрадь
Дано:ABCDA1B1C1D1 — параллелепипед; а) M∈BB1, N∈AA1, K∈AD; б) M∈CC1, N∈AD, K∈BB1
Построить:сечение плоскостью MNK
а)
MN⊂(AA1B1B),
NK⊂(AA1D1D) — следы на гранях.
1 (AA1D1D)∥(BB1C1C) ⇒ след на
BB1C1C:
ML∥NK,
L∈BC (п. 11,
10).
2 L,K∈(ABCD) ⇒ след на основании
KL.
3 Сечение — четырёхугольник
NKLM.
3б)
K,M∈(BCC1B1) ⇒ след
KM.
4 (BCC1B1)∥(AA1D1D) ⇒ в
AA1D1D через
N:
NQ∥KM,
Q∈DD1.
5 M,Q∈(DCC1D1) ⇒
MQ;
(DCC1D1)∥(AA1B1B) ⇒
KG∥MQ,
G∈AB.
6 G,N∈(ABCD) ⇒
GN. Сечение — пятиугольник
KMQNG.
7 Ответ: а) четырёхугольник NKLM; б) пятиугольник KMQNG.
Пояснение
Идея. Сечение строится по следам плоскости на гранях. Если секущая плоскость пересекает две противоположные грани, то следы на них параллельны (п. 11, свойство 10): так по одному известному следу строим след на противоположной грани.
- 1Две заданные точки на рёбрах одной грани сразу дают отрезок — след плоскости на этой грани. В пункте а) это MN и NK.
- 2У параллелепипеда противоположные грани параллельны (п. 13, 10). Грань AA1D1D уже пересечена по NK. Противоположную ей грань BB1C1C плоскость пересекает по параллельной прямой, а точка M этой грани у нас есть. Прямая через M параллельно NK встречает ребро BC в точке L.
- 3Точки K и L лежат в плоскости основания, соединяем их. Четыре грани пересечены по отрезкам NK, KL, LM, MN.
- 4В пункте б) начинаем с грани BCC1B1: точки K и M лежат на её рёбрах BB1 и CC1.
- 5Противоположная грань — AA1D1D, в ней есть точка N. Проводим через N прямую, параллельную KM, до пересечения с ребром DD1 в точке Q.
- 6Теперь известен след MQ на грани DCC1D1. Противоположная грань — AA1B1B, в ней есть точка K. Прямая через K, параллельная MQ, встречает ребро AB в точке G.
- 7Остаётся основание: G и N лежат в нём. Шесть граней, из них пять пересечено, и получается пятиугольник.
Частая ошибка. Следы на противоположных гранях параллельны, а на соседних — нет. Параллельную прямую всегда проводим через точку, лежащую в противоположной грани.