Снежный Ветер
Гуру
(3004)
15 часов назад
Пусть тетраэдр ABCD имеет ребра AD=BD=10 и AB=12. Точка H — середина ребра BC. Требуется найти площадь сечения, проходящего через H параллельно грани ABD.
Поскольку сечение проходит через H и параллельно грани ABD, оно является подобным треугольнику ABD. Пусть это сечение — треугольник HKL, где K лежит на ребре AC и L лежит на ребре CD.
Так как HK || AB и HL || AD, то треугольник HKL подобен треугольнику ABC. Коэффициент подобия определяется отношением расстояния от точки H до плоскости ABD к высоте треугольника ABC, опущенной из вершины C.
Пусть M — середина AB. Тогда в треугольнике ABC, CM — медиана. Треугольник ABD — равнобедренный (AD = BD = 10). По теореме косинусов для треугольника ABD:
AB² = AD² + BD² - 2 * AD * BD * cos(∠ADB) 12² = 10² + 10² - 2 * 10 * 10 * cos(∠ADB) 144 = 200 - 200 * cos(∠ADB) cos(∠ADB) = (200 - 144) / 200 = 56 / 200 = 0.28
Высота треугольника ABD, опущенная из B на AD, назовём её h. Тогда: S(ABD) = (1/2) * AD * h = (1/2) * 10 * h = 5h А также S(ABD) = (1/2) * AB * BD * sin(∠ADB) = (1/2) * 12 * 10 * sin(∠ADB) = 60 * sin(∠ADB)
sin(∠ADB) = √(1 - cos²(∠ADB)) = √(1 - 0.28²) ≈ 0.96
S(ABD) = 60 * 0.96 = 57.6
Пусть h_ABC - высота треугольника ABC из вершины C. В сечении, треугольник HKL подобен ABD с коэффициентом подобия k. Тогда площадь сечения S(HKL) = k² * S(ABD).
Так как H — середина BC, то расстояние от H до плоскости ABD равно половине расстояния от C до плоскости ABD. Поэтому коэффициент подобия k = 1/2.
S(HKL) = (1/2)² * S(ABD) = (1/4) * 57.6 = 14.4
Таким образом, площадь сечения равна 14.4