21.04.2022 група №6 факультатив
Тема уроку: Побудова перерізів
1. Передивіться відеоурок за посиланням
https://www.youtube.com/watch?v=5SHx0Nfhshg
2. Законспектуйте
Розглянемо деякі найпростіші перерізи призми.
Переріз призми, який проходить через два бічних ребра, що не належать одній основі, називають діагональним перерізом.
На малюнку 452 АА 1С 1С — діагональний переріз прямої призми. Цей переріз є прямокутником, одна із його сторін - діагональ основи АС, а інша - бічне ребро АА 1. У похилій призмі діагональним перерізом є паралелограм.
Часто у задачах необхідно не тільки побудувати переріз, а й знайти його площу або периметр, або використати переріз з іншою метою.
Приклад 1. В основі прямої призми лежить ромб зі стороною 4 см і гострим кутом 60°. Знайти площу діагонального перерізу призми, однією із сторін якого є більша діагональ ромба, якщо бічне ребро призми дорівнює 2 см.
Розв’язання. 1) Нехай ABCDA 1B 1C 1D 1 - призма, в основі якої лежить ромб ABCD, АВ = 8 см, A = 60°, АС - більша діагональ ромба (мал. 452). Тоді АСС 1А1 - діагональний переріз, площу якого необхідно знайти. CC 1 = 2 см (за умовою).
3) У ∆ADC за теоремою косинусів:
4) Тоді
Часто у задачах розглядають перерізи призми, що проходять через сторону основи призми і які перетинають бічні ребра призми.
Приклад 2. В основі прямої призми лежить рівносторонній трикутник, сторона якого дорівнює 2 см. Через сторону цього трикутника проведено переріз, який утворює кут 30° із площиною основи і перетинає бічне ребро у його середині. Знайти довжину бічного ребра призми.
Розв’язання. 1) Нехай АВСА1В1С 1 - трикутна призма, основа якої - рівнобедрений трикутник АВС, АВ = 2 см (мал. 453).
2) Через сторону АВ основу трикутника проведено переріз АВК, де К - середина СС 1.
3) Проведемо в трикутнику АВС медіану СМ, яка є також висотою цього трикутника:
4) Оскільки CM AB і CM є проекцією КМ на площину АВС, то за теоремою про три перпендикуляри: КМ АВ.
Тоді КМС - кут, що утворює переріз з площиною основи. За умовою КМС = 30°.
6) Оскільки К - середина СС 1, то СС 1 = 2КС = 1 ∙ 2 = 2 (см).
Розглянемо найпростіший переріз піраміди.
Переріз піраміди, що проходить через два бічних ребра, що не належать одній грані, називають діагональним перерізом.
На малюнку 468: QВD - діагональний переріз чотирикутної піраміди QАВСD.
Діагональні перерізи піраміди - трикутники, однією з вершин яких є вершина піраміди, а протилежна їй сторона - діагональ основи.
Приклад 1. Знайти периметр діагонального перерізу правильної чотирикутної піраміди, сторона основи якої дорівнює 3 см, а бічне ребро - 5 см.
Розв’язання. 1) Нехай QАВСD - правильна чотирикутна піраміда (мал. 467), QАС - її діагональний переріз.
2) За умовою
4) Тоді периметр перерізу Р = 6 + 5 + 5 = 16 (см).
Часто у задачах розглядають перерізи піраміди, що проходять через сторону основи піраміди і перетинають бічні ребра піраміди.
Приклад 2. У правильній трикутній піраміді, сторона основи якої дорівнює 8 см, через сторону основи перпендикулярно До бічного ребра проведено переріз. Знайти площу перерізу, якщо він утворює кут 30° із площиною основи піраміди.
Розв’язання. 1) Проведемо у правильній піраміді QABC з основою ABC висоту ВМ бічної грані BQC (мал. 469).
2) ∆ВМС = ∆АМС (за двома сторонами і кутом між ними), тому АМС = BMC = 90°.
3) За ознакою перпендикулярності прямої і площини: АМВ QC. Тому АВМ - переріз, площу якого треба знайти.
4) CN - висота основи піраміди, CN АВ, тому за теоремою про три перпендикулярами MN АВ.
5) За ознакою перпендикулярності прямої і площини маємо MNC АВ, тому кут MNC - кут, що утворює переріз із площиною основи. За умовою MNC = 30°.
Переріз циліндра площиною, яка проходить через його вісь, називають осьовим перерізом циліндра (мал. 484). Осьовий переріз циліндра — прямокутник, одна із сторін якого дорівнює діаметру циліндра, а інша - його висоті. На малюнку 484 прямокутник АВВ1А1 - осьовий переріз циліндра; АВ - діаметр циліндра; АА1 - твірна, що дорівнює висоті циліндра. Якщо осьовим перерізом циліндра є квадрат, його інколи називають рівнобічним (або рівнобедреним або рівностороннім).
Приклад 1. Довжина кола основи циліндра дорівнює 12 π см, а діагональ осьового перерізу - 13 см. Знайти твірну циліндра.
Розв’язання. 1) Нехай А 1В - діагональ осьового перерізу циліндра (мал. 484); А 1В = 13 см.
2) Позначимо радіус циліндра - r. Тоді за умовою 2πr = 12π, звідси 2r = 12 (см). Тому АВ = 2r = 12 см.
Приклад 2. Відрізок, що сполучає центр верхньої основи циліндра з точкою кола нижньої основи дорівнює 4 см і утворює з площиною основи кут 45°. Знайти площу осьового перерізу циліндра.
Розв’язання. 1) Нехай O 1С - відрізок, що з’єднує центр верхньої основи - точку О1 з точкою С кола нижньої основи (мал. 485). O1С = 4 см.
2) ОС - проекція O 1С на площину нижньої основи, тому O 1CO - кут, що утворює відрізок O 1С з площиною нижньої основи. За умовою О 1СО = 45°.
4) АА 1В 1В - осьовий переріз, АА 1 = ОО 1 = 4 см; АВ = 2 ∙ АО = 4 ∙ 2 = 8 (см).
5) Тому площа діагонального перерізу SAA 1 B 1 B = АВ ∙ АА 1 = 8 ∙ 4 = 32 (см2).
Переріз циліндра площиною, яка є паралельною до площини основ - круг, що дорівнює кругу основи циліндра (мал. 486). Радіус перерізу А2 O 2 дорівнює радіусу циліндра АО.
Перерізом циліндра площиною, паралельної осі циліндра є прямокутник. На малюнку 487 прямокутник АА 1В 1В - переріз циліндра площиною, паралельної осі циліндра ОО 1.
Дві його сторони: АА 1 і ВВ 1 - твірні циліндра, а дві інші: АВ і А 1В 1 - паралельні і рівні хорди основ.
Приклад 3. Паралельно осі циліндра проведено площину, яка відтинає від кола основи дугу 60º. Радіус основи циліндра дорівнює 6 см, а висота - 5 см. Знайти периметр отриманого перерізу.
Розв’язання. 1) Нехай АВВ 1А 1 - переріз, що задано в умові (мал. 487), АО = ОВ = 6 см, АА 1 = 5 см, AOB = 60°.
2) Оскільки АО = ОВ, то ∆АОВ - рівнобедрений, Тому ∆АОВ - рівносторонній, АВ = ОА = 6 см.
3) Отже, периметр перерізу Р ABB 1 B 1 B= 2(АА 1 + АВ) = 2(5 + б) = 22 (см).