Задание 3
тема 15 из 15

Сечение через середины рёбер

Плоскость через середины двух рёбер основания, параллельная боковому ребру, отрезает призму с той же высотой. Её основание — треугольник, который отрезает средняя линия, а его площадь — четверть площади треугольника основания. Поэтому объём отсечённой призмы — четверть объёма, а боковая поверхность — половина боковой поверхности. У куба такая плоскость отрезает восьмую часть объёма.

Реже в задании3На карте навыков

Высота та же, меняется только основание

Плоскость проходит через середины двух рёбер основания, которые выходят из одной вершины, и параллельна боковому ребру. Она отрезает призму с той же высотой. Основание этой призмы — треугольник, который средняя линия отрезает от основания.

  • Средняя линия треугольника параллельна стороне и равна её половине. Отрезанный треугольник подобен основанию с k=12k = \frac12, его площадь — 14\frac14 площади основания.
  • Объём отсечённой призмы — 14\frac14 объёма треугольной призмы.
  • Боковая поверхность отсечённой призмы — 12\frac12 боковой поверхности: стороны основания вдвое меньше, боковое ребро то же.
  • У куба или прямоугольного параллелепипеда основание отрезанной призмы — 18\frac18 прямоугольника, и её объём — 18\frac18 объёма.

Объём: четверть призмы

Пусть DD и EE — середины сторон CACA и CBCB основания ABCABC. Треугольник DCEDCE подобен треугольнику ACBACB с коэффициентом 12\frac12, поэтому его площадь равна 14SABC\frac14 S_{ABC} (площади подобных треугольников). Высота у отсечённой призмы та же, поэтому Vотс=14VV_{отс} = \frac14 V.

Отсечённая призма не подобна исходной: её высота не уменьшилась. Поэтому объём делят на 4, а не на 8. Если дан объём отсечённой призмы, вся призма в 4 раза больше. Оставшаяся часть занимает 34\frac34 объёма.

Пример

Через среднюю линию основания треугольной призмы, объём которой равен 36, проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите объём отсечённой треугольной призмы.

ADCEBA1D1C1E1B1
DD и EE — середины CACA и CBCB. Основание DCEDCE — четверть треугольника ACBACB.
  1. 1.DEDE — средняя линия, SDCE=14SACBS_{DCE} = \frac14 S_{ACB}.
  2. 2.Высота отсечённой призмы та же: Vотс=14⋅36=9V_{отс} = \frac14 \cdot 36 = 9.

Ответ: 99

Боковая поверхность: половина

Каждая боковая грань призмы — параллелограмм со стороной основания и боковым ребром. Грань DCC1D1DCC_1D_1 — половина грани ACC1A1ACC_1A_1: сторона DC=12ACDC = \frac12 AC, ребро то же. Так же ECC1E1ECC_1E_1 — половина грани BCC1B1BCC_1B_1. Новая грань DEE1D1DEE_1D_1 параллельна грани ABB1A1ABB_1A_1, и DE=12ABDE = \frac12 AB, поэтому её площадь — тоже половина.

Вместе: Sбок.отс=12SбокS_{бок.отс} = \frac12 S_{бок}. Площадь здесь делят на 2, а не на 4: высота граней не изменилась, вдвое уменьшилась только их ширина (боковая поверхность призмы).

Пример

Через среднюю линию основания треугольной призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Площадь боковой поверхности отсечённой треугольной призмы равна 19. Найдите площадь боковой поверхности исходной призмы.

ADCEBA1D1C1E1B1
Каждая боковая грань отсечённой призмы вдвое уже соответствующей грани исходной.
  1. 1.Боковая поверхность отсечённой призмы — половина боковой поверхности исходной.
  2. 2.Sбок=2⋅19=38S_{бок} = 2 \cdot 19 = 38.

Ответ: 3838

Треугольная призма от куба

Плоскость проходит через середины EE и FF рёбер CBCB и CDCD, которые выходят из вершины CC, и параллельна третьему ребру CC1CC_1. Она отрезает треугольную призму ECFE1C1F1ECFE_1C_1F_1 с высотой куба. Её основание ECFECF — прямоугольный треугольник с катетами a2\frac a2, его площадь 12⋅a2⋅a2=a28\frac12 \cdot \frac a2 \cdot \frac a2 = \frac{a^2}{8}, то есть 18\frac18 квадрата ABCDABCD.

Высота та же, поэтому Vпризмы=18VкубаV_{призмы} = \frac18 V_{куба}. У прямоугольного параллелепипеда так же: 12⋅a2⋅b2=ab8\frac12 \cdot \frac a2 \cdot \frac b2 = \frac{ab}{8}, и призма занимает 18\frac18 объёма.

Пример

Объём куба равен 48. Найдите объём треугольной призмы, которую отсекает от куба плоскость, проходящая через середины двух рёбер, выходящих из одной вершины, и параллельная третьему ребру, выходящему из этой же вершины.

ABCDA1B1C1D1EFE1F1
Основание ECFECF — восьмая часть квадрата ABCDABCD.
  1. 1.Основание призмы — прямоугольный треугольник с катетами a2\frac a2: его площадь 18a2\frac18 a^2.
  2. 2.Высота призмы равна ребру куба: V=18⋅48=6V = \frac18 \cdot 48 = 6.

Ответ: 66

Проверьте себя

00

Потренируйте навык

Все задания на этот навык

Решать