Задача 27106. Призма

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмыОтношение длин, площадей, объемов подобных фигур

Через среднюю линию основания треугольной призмы, объем которой равен 32, проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите объем отсеченной треугольной призмы.

В подтеме 51 задач
Разбор
Главная идея: Площадь основания отсеченной части уменьшается в 4 раза из-за квадратичной зависимости площади от линейных размеров, высота призмы не меняется, поэтому объем уменьшается в 4 раза.

Разберемся, что происходит при таком сечении.

Шаг 1: Понимаем геометрию сечения

Средняя линия треугольника соединяет середины двух сторон. Когда через неё проводят плоскость, параллельную боковому ребру призмы, эта плоскость отсекает от исходной призмы меньшую треугольную призму.

Шаг 2: Определяем размеры основания отсеченной части

Средняя линия параллельна третьей стороне основного треугольника и равна половине этой стороны. Она также находится на расстоянии, равном половине высоты исходного треугольника (измеренной к этой стороне).

Отсеченный треугольник подобен исходному с коэффициентом подобия k=12k = \frac{1}{2} (так как и основание, и высота треугольника уменьшились в 2 раза).

Шаг 3: Вычисляем площадь основания отсеченной части

Площадь подобного треугольника изменяется как квадрат коэффициента подобия: Sотсеч=Sисхk2=Sисх(12)2=Sисх4S_{\text{отсеч}} = S_{\text{исх}} \cdot k^2 = S_{\text{исх}} \cdot \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{S_{\text{исх}}}{4}

Шаг 4: Вычисляем объем отсеченной призмы

Высота боковая остается неизменной, поэтому: Vотсеч=Sотсечh=Sисх4h=14(Sисхh)=14VисхV_{\text{отсеч}} = S_{\text{отсеч}} \cdot h = \frac{S_{\text{исх}}}{4} \cdot h = \frac{1}{4}(S_{\text{исх}} \cdot h) = \frac{1}{4} V_{\text{исх}}

Подставляем: Vотсеч=324=8V_{\text{отсеч}} = \frac{32}{4} = 8

Типичные ошибки

  • Забыть, что при уменьшении линейных размеров в 2 раза площадь уменьшается в 4 раза, а не в 2 раза
  • Перепутать, что высота проведённого сечения отличается от высоты боковой грани (сечение параллельно ребру, поэтому высота остаётся той же)
  • Неправильно определить коэффициент подобия отсеченного треугольника — он равен 1/2, а не 1/3

Ещё задачи этой подтемы