Если диагонали трапеции АВСД перпендикулярны друг другу и пересекаются в точке Е, то треугольники АЕД и ВЕС подобны друг другу и имеют острые углы в 45°.
АЕ = АД*cos 45° = 9√2*(1/√2) = 9. EC = BC*cos 45° = 3√2*(1/√2) = 3. Диагонали АС и ВД равны друг другу по свойству вписанной трапеции. АС = ВД = 9 + 3 = 12. Они образуют 2 треугольника, вписанных в ту же окружность, что и трапеция. Поэтому радиус окружности, описанной около трапеции находим по формуле радиуса окружности. описанной около треугольника. R = abc/(4S). Боковую сторону находим по теореме косинусов: СД = √(АС²+АД²-2*АС*АД*cos45°) = √(162+144-216) = √90 = = 9.486833. Площадь треугольника АСД находим по формуле Герона: S √(p(p-a)(p-b)(p-c). Полупериметр р = (а+в+с)/2 = 17.107378. Тогда S = 54. Детали этого треугольника: a b c p 2p S 9.486833 12.727922 12 17.107378 34.21475504 54 x=р-а y=р-в z=р-с x*y*z p*x*y*z 7.620545 4.379456 5.107378 170.45278 2916 cos A = 0.707107 cos B = 0.316228 cos С = 0.447214 Аrad = 0.785398 Brad = 1.249046 Сrad = 1.107149 Аgr = 45 Bgr = 71.565051 Сgr = 63.434949.
Теперь находим радиус: R = (9.486833*12.727922*12)/(4*54) = 1448.972/216 = = 6.708203932. Это же значение можно представить как R = √45 = 3√5.
Площадь треугольника АСД можно найти проще: S = (1/2)*АД*АС*sin 45° = (1/2)*9√2*12*(1/√2) = 54.
Радиус окружности можно определить через корни: R = ((√90)*(9√2)*12)/4*54 = 108√180/216 = √45.
1) Для начала построим данное сечение: Для построения сечения требуется построить точки пересечения секущей плоскости с рёбрами и соединить их отрезками: а) Можно соединять только две точки, лежащие в плоскости одной грани. Точки В и С лежат в одной плоскости, значит, соединяем эти точки и получаем отрезок ВС, но ВС уже построен в ходе построения прямой призмы. Точки В и К лежат в одной плоскости → получаем отрезок ВК б) Секущая плоскость пересекает параллельные грани по параллельным отрезкам. Грани ВВ1С1С и АА1D1D параллельны В противном случае эти грани пересекались бы, что противоречит условию: ВС || AD , B1C1 || A1D1 ( по свойству трапеции АВСD и A1B1C1D1 ) Через точку К проводим прямую, паралельную прямой ВС → получаем точку L. Но также ВС || KL, BC || AD → AD || KL || A1D1 ( AD = KL = A1D1 = 4 см ) и АК = КА1. Значит, DL = LD1 ( AK = KA1 = DL = LD1 ) Точки C и L лежат в одной плоскости → получаем отрезок CL
Из этого следует, что четырёхугольник BCLK – данное по условию сечение.
АВСD – равнобедренная трапеция → АВ = CD Боковые рёбра прямой призмы равны: АА1 = ВВ1 = СС1 = DD1 Значит, прямоугольники АВВ1А1 и CDD1C1 равны. Соответственно равны и отрезки ВК и CL. Следовательно, сечение BCLK – равнобедренная трапеция ( ВС || КL, BK = CL )
2) В трапеции АВСD опустим высоту АМ на ВС. По свойству прямой призмы КА перпендикулярен плоскости АВС, в которой лежит проекция АМ наклонной КМ. Значит, по теореме о трёх перпендикулярах КМ перпендикулярен ВС. Из этого следует, что угол АМК – линейный угол двугранного угла АВСК, то есть угол АМК = 60°.
3) Площадь трапеции BCLK равна: S bclk = 1/2 × ( KL + BC ) × KM 48 = 1/2 × ( 4 + 8 ) × КМ 48 = 6 × КМ КМ = 8 см
Рассмотрим ∆ АМК (угол КАМ = 90°): cos AMK = AM/KM AM= KM × cos AMK = 8 × cos60° = 8 × 1/2 = 4 см По теореме Пифагора: КМ² = АМ² + АК² АК² = 8² – 4² = 64 – 16 = 48 АК = 4√3 см АА1 = 2 × AK = 2 × 4√3 = 8√3 см
Обьём прямой призмы рассчитывается по формуле: V ( призмы ) = S осн. × h
V ( призмы ) = S abcd × AA1 = 1/2 × ( AD + BC ) × AM × AA1 = 1/2 × 12 × 4 × 8√3 = 192√3 см²
АЕ = АД*cos 45° = 9√2*(1/√2) = 9.
EC = BC*cos 45° = 3√2*(1/√2) = 3.
Диагонали АС и ВД равны друг другу по свойству вписанной трапеции.
АС = ВД = 9 + 3 = 12.
Они образуют 2 треугольника, вписанных в ту же окружность, что и трапеция.
Поэтому радиус окружности, описанной около трапеции находим по формуле радиуса окружности. описанной около треугольника.
R = abc/(4S).
Боковую сторону находим по теореме косинусов:
СД = √(АС²+АД²-2*АС*АД*cos45°) = √(162+144-216) = √90 =
= 9.486833.
Площадь треугольника АСД находим по формуле Герона:
S √(p(p-a)(p-b)(p-c).
Полупериметр р = (а+в+с)/2 = 17.107378.
Тогда S = 54.
Детали этого треугольника:
a b c p 2p S
9.486833 12.727922 12 17.107378 34.21475504 54
x=р-а y=р-в z=р-с x*y*z p*x*y*z
7.620545 4.379456 5.107378 170.45278 2916
cos A = 0.707107 cos B = 0.316228 cos С = 0.447214
Аrad = 0.785398 Brad = 1.249046 Сrad = 1.107149
Аgr = 45 Bgr = 71.565051 Сgr = 63.434949.
Теперь находим радиус:
R = (9.486833*12.727922*12)/(4*54) = 1448.972/216 = = 6.708203932.
Это же значение можно представить как R = √45 = 3√5.
Площадь треугольника АСД можно найти проще:
S = (1/2)*АД*АС*sin 45° = (1/2)*9√2*12*(1/√2) = 54.
Радиус окружности можно определить через корни:
R = ((√90)*(9√2)*12)/4*54 = 108√180/216 = √45.