Задача 324457. Призма

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.3.4 Сечения куба, призмы, пирамидыСечение — параллелограмм

В правильной четырёхугольной призме ABCDA1B1C1D1 ребро AA1 равно 15, а диагональ BD1 равна 17. Найдите площадь сечения призмы плоскостью, проходящей через точки A, A1 и C.

В подтеме 51 задач
Разбор
Главная идея: Сечение через противоположные вёртикальные рёбра призмы — прямоугольник; диагонали диагональных сечений в правильной призме равны, что позволяет найти диагональ основания из известной пространственной диагонали и высоты.

Сечение плоскостью, проходящей через точки AA, A1A_1 и CC, образует прямоугольник AA1C1CAA_1C_1C. Это происходит потому, что AA и CC — противоположные вершины нижнего основания, а A1A_1 и C1C_1 — противоположные вершины верхнего основания призмы. Стороны AA1AA_1 и CC1CC_1 параллельны и равны как боковые рёбра, поэтому четырёхугольник действительно прямоугольник.

В правильной четырёхугольной призме диагонали всех диагональных сечений равны. В частности, диагональ BD1BD_1 (идущая из вершины основания в противоположную вершину верхнего основания) равна диагонали A1CA_1C того же сечения: BD1=A1C=17BD_1 = A_1C = 17.

Диагональ A1CA_1C образует прямоугольный треугольник ACC1ACC_1 (нет, ошибка — AA1CAA_1C), где гипотенуза A1C=17A_1C = 17, один катет AA1=15AA_1 = 15 (высота призмы). По теореме Пифагора находим второй катет ACAC (диагональ основания): AC=(A1C)2(AA1)2=172152=289225=64=8AC = \sqrt{(A_1C)^2 - (AA_1)^2} = \sqrt{17^2 - 15^2} = \sqrt{289 - 225} = \sqrt{64} = 8

Площадь прямоугольного сечения AA1C1CAA_1C_1C равна произведению двух смежных сторон: S=AA1AC=158=120S = AA_1 \cdot AC = 15 \cdot 8 = 120

Типичные ошибки

  • Спутать, какие точки образуют сечение, и вместо диагонального сечения найти площадь боковой грани
  • Забыть, что в правильной четырёхугольной призме BD1=A1CBD_1 = A_1C, и попытаться найти ACAC другим способом, например через сторону основания
  • Ошибиться в применении теоремы Пифагора: принять BD1BD_1 за диагональ основания вместо пространственной диагонали

Ещё задачи этой подтемы