Дан куб ABCDA1B1C1D1. Точки M и K — середины его ребер AB и BC соответственно. Плоскость α проходит через точку B параллельно прямым A1M и B1K.
а) Докажите, что плоскость α проходит через точку D.
б) Найдите площадь сечения куба плоскостью α, если его ребра равны 2.
Решение:
Решение:
а) Обозначим за N и Q середины ребёр A1D1 и A1B1 соответственно. Отсюда DN∣∣B1K и QB∣∣A1M. Прямые QN, DB, D1B1 попарно параллельны. Отсюда следует, что точки NQBD лежат в одной плоскости, плоскости α, так как она проходит через точку B и содержит в себе прямые, параллелльные прямым A1M и B1K.
б) Так как N и Q середины рёбер A1B1 и A1D1, отрезки ND1 и QB1 равны, откуда треугольники DD1N и QB1B равны по двум катетам.
Отсюда следует, что ND=QB=(BB1)2+(QB1)2=22+12=5. Тогда сечение DNQB -- равнобедренная трапеция.
Найдём её площадь по формуле:
SDNQB=2NQ+DB⋅h
Пусть QG=h -- высота трапеции DNQB.
По свойству равнобедренной трапеции:
GB=2DB−NQ
DB -- диагональ грани куба. Рёбра куба равны 2, тогда DB=22.
NQ -- средняя линяя треугольника D1B1. Тогда NQ=2D1B1=222=2
Тогда GB=2DB−NQ=222−2=22
По теореме пифагора из треугольника QGB:
QG=QB2−GB2=(5)2−(22)2=5−21=232
Найдём площадь сечение:
SDNQB=2NQ+DB⋅h=22+22⋅232=29=4,5
Ответ: 4,5
Источник:ЕГЭ · Математика · Основная волна, добровольная пересдача. Разные города. 2025