Задача 284357. Прямоугольный параллелепипед

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.3.2 Параллелепипед; куб; симметрии в кубе, в параллелепипеде

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA_1B_1C_1D_1 известно, что BD_1=3, CD=2, AD=2. Найдите длину ребра AA_1.

В подтеме 33 задач
Разбор
Главная идея: В прямоугольном параллелепипеде пространственная диагональ, диагональ основания и боковое ребро образуют прямоугольный треугольник, к которому применяется теорема Пифагора.

Обозначим высоту параллелепипеда AA1=hAA_1 = h. В основании параллелепипеда лежит прямоугольник ABCDABCD, где AD=2AD = 2 и CD=2CD = 2. Поскольку ABCDABCD — прямоугольник, то AB=CD=2AB = CD = 2.

Шаг 1: Найдём диагональ основания BD.

В прямоугольнике ABCDABCD применим теорему Пифагора к треугольнику ABDABD: BD=AD2+AB2=22+22=8=22BD = \sqrt{AD^2 + AB^2} = \sqrt{2^2 + 2^2} = \sqrt{8} = 2\sqrt{2}

Шаг 2: Найдём высоту параллелепипеда.

Рассмотрим прямоугольный треугольник BDD1BDD_1. Здесь:

  • BD=22BD = 2\sqrt{2} — катет (диагональ основания),
  • DD1=hDD_1 = h — катет (высота параллелепипеда),
  • BD1=3BD_1 = 3 — гипотенуза (пространственная диагональ).

По теореме Пифагора: BD12=BD2+DD12BD_1^2 = BD^2 + DD_1^2 9=8+h29 = 8 + h^2 h2=1h^2 = 1 h=1h = 1

Поскольку AA1=DD1=hAA_1 = DD_1 = h, то AA1=1AA_1 = 1.

Типичные ошибки

  • Забыли, что в основании противоположные стороны равны: AB=CD=2AB = CD = 2, а не AB=ADAB = AD
  • Применили теорему Пифагора только к основанию и забыли использовать дополнительное условие про диагональ BD1BD_1
  • Перепутали, какой отрезок является диагональю основания, и вычислили диагональ боковой грани вместо диагонали основания

Ещё задачи этой подтемы