Задача 27183. Призма

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.7 Объём куба, прямоугольного параллелепипеда, пирамиды, призмы

Объём куба равен 12. Найдите объём треугольной призмы, отсекаемой от куба плоскостью, проходящей через середины двух рёбер, выходящих из одной вершины, и параллельной третьему ребру, выходящему из этой же вершины.

В подтеме 51 задач
Разбор
Главная идея: Объём призмы зависит от площади основания и высоты; основание отсечённой призмы — прямоугольный треугольник со сторонами в два раза меньше сторон куба, поэтому его площадь в 4 раза меньше, а объём в 8 раз меньше объёма куба.

Обозначим сторону куба как aa. Из условия a3=12a^3 = 12.

Понимание конструкции. Из одной вершины куба выходят три ребра. Плоскость проходит через середины двух из них и параллельна третьему ребру. Эта плоскость отсекает от куба треугольную призму.

Определение основания призмы. Пусть из вершины выходят рёбра по осям xx, yy, zz. Плоскость проходит через точки:

  • M=(a/2,0,0)M = (a/2, 0, 0) — середина первого ребра
  • N=(0,a/2,0)N = (0, a/2, 0) — середина второго ребра
  • параллельна третьему ребру (оси zz)

Основание призмы — прямоугольный треугольник MNPMNP с катетами, параллельными осям. Площадь этого треугольника: Sосн=12a2a2=a28S_{\text{осн}} = \frac{1}{2} \cdot \frac{a}{2} \cdot \frac{a}{2} = \frac{a^2}{8}.

Высота призмы. Призма вытянута параллельно третьему ребру на всю высоту куба, то есть высота призмы равна aa.

Объём призмы. Vпризма=Sоснh=a28a=a38=128=1,5V_{\text{призма}} = S_{\text{осн}} \cdot h = \frac{a^2}{8} \cdot a = \frac{a^3}{8} = \frac{12}{8} = 1,5

Основание призмы составляет 1/81/8 площади основания куба, поэтому объём призмы равен 1/81/8 объёма куба.

Типичные ошибки

  • Неправильно определить форму основания призмы — забыть, что это именно треугольник, а не четырёхугольник
  • Ошибиться в вычислении площади основания: забыть про коэффициент 1/2 в формуле площади треугольника
  • Пропустить шаг с высотой призмы и предположить, что она меньше, чем ребро куба

Ещё задачи этой подтемы