Постройте сечение куба проходящие через точки: м пренадлежит аа1 n пренадлежит в1с1 к пренадлежит dc o пренадлежит в1а1

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для построения сечения куба ABCDA1B1C1D1cap A cap B cap C cap D cap A sub 1 cap B sub 1 cap C sub 1 cap D sub 1, проходящего через точки MAA1cap M is an element of cap A cap A sub 1, NB1C1cap N is an element of cap B sub 1 cap C sub 1, KDCcap K is an element of cap D cap C и OA1B1cap O is an element of cap A sub 1 cap B sub 1, воспользуемся методом следов и свойством параллельности граней куба. 1. Подготовка и анализ точек У нас есть четыре точки, но для определения плоскости достаточно трех. Если все четыре точки лежат в одной плоскости, сечение строится однозначно.

  • Точки Mcap M и Ocap O лежат в плоскости грани AA1B1Bcap A cap A sub 1 cap B sub 1 cap B. Соединим их прямой. Точки Ocap O и Ncap N лежат в плоскости верхней грани A1B1C1D1cap A sub 1 cap B sub 1 cap C sub 1 cap D sub 1. Соединим их прямой.

2. Пошаговое построение сечения

  1. Проведение отрезков в гранях:
    • Соединяем Mcap M и Ocap O (отрезок лежит на грани AA1B1Bcap A cap A sub 1 cap B sub 1 cap B). Соединяем Ocap O и Ncap N (отрезок лежит на грани A1B1C1D1cap A sub 1 cap B sub 1 cap C sub 1 cap D sub 1).
  2. Поиск следа на нижней грани:
    • Продлим прямую ONcap O cap N до пересечения с прямой B1C1cap B sub 1 cap C sub 1 (если Ncap N не является точкой на ребре B1C1cap B sub 1 cap C sub 1, то используем линию ребра) и далее до пересечения с ребром C1D1cap C sub 1 cap D sub 1 или его продолжением. Однако проще использовать параллельность: плоскость верхней грани (A1B1C1)open paren cap A sub 1 cap B sub 1 cap C sub 1 close paren параллельна плоскости нижней грани (ABCD)open paren cap A cap B cap C cap D close paren. Следовательно, линии пересечения секущей плоскости с этими гранями должны быть параллельны.
  3. Построение линии в нижней грани:
    • Через точку KDCcap K is an element of cap D cap C проводим прямую, параллельную прямой ONcap O cap N. Эта прямая пересечет ребро BCcap B cap C в некоторой точке Pcap P и ребро ADcap A cap D (или его продолжение) в точке Qcap Q.
  4. Замыкание контура:
    • Соединяем точку Mcap M с точкой на ребре ADcap A cap D (если прямая KQcap K cap Q пересекла ребро ADcap A cap D в точке Ecap E, проводим отрезок MEcap M cap E). Соединяем точку Ncap N с точкой на ребре BCcap B cap C (если прямая KPcap K cap P пересекла ребро BCcap B cap C в точке Fcap F, проводим отрезок NFcap N cap F). Соединяем точку Fcap F с точкой Kcap K (если Kcap K на DCcap D cap C) или продолжаем линию до пересечения всех ребер.

Описание итогового многоугольника Сечение представляет собой многоугольник (обычно пятиугольник или шестиугольник, в зависимости от конкретного расположения точек), вершинами которого являются:

  • Точка Mcap M на AA1cap A cap A sub 1. Точка Ocap O на A1B1cap A sub 1 cap B sub 1. Точка Ncap N на B1C1cap B sub 1 cap C sub 1. Точка на ребре CC1cap C cap C sub 1 или BCcap B cap C (результат пересечения плоскости с боковыми гранями). Точка Kcap K на DCcap D cap C. Точка на ребре ADcap A cap D (результат соединения Kcap K и Mcap M через след).

Теоретическое обоснование

  1. Аксиома: Если две точки плоскости сечения лежат в плоскости грани, то вся прямая, проходящая через эти точки, лежит в плоскости этой грани.
  2. Теорема: Если плоскость пересекает две параллельные плоскости, то линии пересечения параллельны. На этом основании отрезок в нижней грани (ABCD)open paren cap A cap B cap C cap D close paren всегда параллелен отрезку ONcap O cap N в верхней грани.

Я могу составить пошаговую инструкцию для аналогичного построения сечения в пирамиде.

Форма ответа

Ваш аватар