Страница 90 - гдз по геометрии 11 класс учебник Смирнов, Туяков

Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019

Авторы: Смирнов В. А., Туяков Е. А.

Тип: Учебник

Издательство: Мектеп

Год издания: 2019 - 2025

Цвет обложки:

Общественно-гуманитарное направление

Популярные ГДЗ в 11 классе

Cтраница 90

№15.9 (с. 90)
Условие. №15.9 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.9, Условие ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.9, Условие (продолжение 2)

15.9 Объем параллелепипеда $ABCD A_1 B_1 C_1 D_1$ равен $1 \text{ см}^3$. Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки:

а) $A, B, C, D, B_1$;

б) $A, B, D, C_1$ (рис. 15.5).

Рис. 15.5

Решение. №15.9 (с. 90)

Пусть объем параллелепипеда $ABCDA_1B_1C_1D_1$ равен $V$. По условию $V = 1$ см³. Объем параллелепипеда вычисляется по формуле $V = S_{осн} \cdot h$, где $S_{осн}$ — площадь основания, а $h$ — высота. В качестве основания возьмем параллелограмм $ABCD$, тогда $V = S_{ABCD} \cdot h$.

а) Найдем объем многогранника с вершинами в точках $A, B, C, D, B_1$. Этот многогранник является пирамидой, основанием которой служит основание параллелепипеда — параллелограмм $ABCD$, а вершиной — точка $B_1$. Объем пирамиды вычисляется по формуле $V_{пир} = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot h_{пир}$. В нашем случае площадь основания пирамиды $S_{осн} = S_{ABCD}$. Высота пирамиды $h_{пир}$ — это перпендикуляр, опущенный из вершины $B_1$ на плоскость основания $ABCD$. Эта высота совпадает с высотой параллелепипеда $h$. Таким образом, объем пирамиды $V_a$ равен: $V_a = \frac{1}{3} S_{ABCD} \cdot h$ Так как объем параллелепипеда $V = S_{ABCD} \cdot h = 1$ см³, то объем искомого многогранника: $V_a = \frac{1}{3} V = \frac{1}{3} \cdot 1 = \frac{1}{3}$ см³.
Ответ: $\frac{1}{3}$ см³.

б) Найдем объем многогранника с вершинами в точках $A, B, D, C_1$. Этот многогранник является тетраэдром (треугольной пирамидой). В качестве основания тетраэдра можно выбрать треугольник $ABD$, тогда вершиной будет точка $C_1$. Объем пирамиды вычисляется по формуле $V_{пир} = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot h_{пир}$. Площадь основания этой пирамиды — это площадь треугольника $ABD$. Диагональ $BD$ делит параллелограмм $ABCD$ на два равновеликих треугольника, поэтому площадь треугольника $ABD$ равна половине площади параллелограмма $ABCD$: $S_{ABD} = \frac{1}{2} S_{ABCD}$. Высота пирамиды — это перпендикуляр, опущенный из вершины $C_1$ на плоскость основания $ABD$ (которая совпадает с плоскостью $ABCD$). Эта высота равна высоте параллелепипеда $h$. Таким образом, объем тетраэдра $V_б$ равен: $V_б = \frac{1}{3} S_{ABD} \cdot h = \frac{1}{3} \left( \frac{1}{2} S_{ABCD} \right) \cdot h = \frac{1}{6} S_{ABCD} \cdot h$. Так как объем параллелепипеда $V = S_{ABCD} \cdot h = 1$ см³, то объем искомого многогранника: $V_б = \frac{1}{6} V = \frac{1}{6} \cdot 1 = \frac{1}{6}$ см³.
Ответ: $\frac{1}{6}$ см³.

№15.10 (с. 90)
Условие. №15.10 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.10, Условие

15.10. Параллельно основанию пирамиды проведено сечение, делящее высоту пополам. В каком отношении находятся объемы полученных частей пирамиды?

Решение. №15.10 (с. 90)

Пусть объем исходной пирамиды равен $V$, ее высота – $H$, а площадь основания – $S_{осн}$. Объем пирамиды вычисляется по формуле: $V = \frac{1}{3}S_{осн}H$.
Сечение, проведенное параллельно основанию, отсекает от исходной пирамиды меньшую пирамиду, которая подобна исходной. Оставшаяся часть представляет собой усеченную пирамиду.
Обозначим высоту меньшей, отсеченной пирамиды, как $H_{мал}$. По условию, сечение делит высоту исходной пирамиды пополам, значит $H_{мал} = \frac{H}{2}$.
Коэффициент подобия $k$ меньшей пирамиды к исходной равен отношению их высот:
$k = \frac{H_{мал}}{H} = \frac{H/2}{H} = \frac{1}{2}$.
Отношение объемов подобных тел равно кубу коэффициента подобия. Обозначим объем меньшей пирамиды как $V_{мал}$. Тогда отношение ее объема к объему исходной пирамиды будет:
$\frac{V_{мал}}{V} = k^3 = (\frac{1}{2})^3 = \frac{1}{8}$.
Отсюда объем меньшей пирамиды составляет $V_{мал} = \frac{1}{8}V$.
Объем второй части, усеченной пирамиды ($V_{усеч}$), равен разности объемов исходной и меньшей пирамид:
$V_{усеч} = V - V_{мал} = V - \frac{1}{8}V = \frac{7}{8}V$.
Найдем отношение объемов полученных частей, то есть отношение объема верхней части (меньшей пирамиды) к объему нижней части (усеченной пирамиды):
$\frac{V_{мал}}{V_{усеч}} = \frac{\frac{1}{8}V}{\frac{7}{8}V} = \frac{1}{7}$.
Таким образом, объемы полученных частей пирамиды находятся в отношении 1:7.
Ответ: 1:7.

№15.11 (с. 90)
Условие. №15.11 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.11, Условие ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.11, Условие (продолжение 2)

15.11. Найдите объем правильной четырехугольной усеченной пирамиды, стороны оснований которой равны 2 см и 1 см, а высота равна 3 см (рис. 15.6).

Рис. 15.6

Решение. №15.11 (с. 90)

Для нахождения объема усеченной пирамиды используется формула: $V = \frac{1}{3}h(S_1 + \sqrt{S_1S_2} + S_2)$, где $h$ – высота усеченной пирамиды, а $S_1$ и $S_2$ – площади ее оснований.

В условии сказано, что пирамида правильная четырехугольная. Это означает, что ее основаниями являются квадраты.Даны следующие параметры:
- сторона большего основания (квадрата) $a_1 = 2$ см;
- сторона меньшего основания (квадрата) $a_2 = 1$ см;
- высота пирамиды $h = 3$ см.

Сначала найдем площади оснований:
Площадь большего основания: $S_1 = a_1^2 = 2^2 = 4$ см².
Площадь меньшего основания: $S_2 = a_2^2 = 1^2 = 1$ см².

Теперь подставим найденные значения в формулу для объема усеченной пирамиды:
$V = \frac{1}{3} \cdot h \cdot (S_1 + \sqrt{S_1 \cdot S_2} + S_2) = \frac{1}{3} \cdot 3 \cdot (4 + \sqrt{4 \cdot 1} + 1)$.

Выполним вычисления:
$V = 1 \cdot (4 + \sqrt{4} + 1) = 4 + 2 + 1 = 7$ см³.

Ответ: 7 см³.

№15.12 (с. 90)
Условие. №15.12 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.12, Условие

15.12. Найдите объем правильной четырехугольной пирамиды, если ее диагональным сечением является правильный треугольник со стороной, равной 1 см.

Решение. №15.12 (с. 90)

Объем правильной четырехугольной пирамиды вычисляется по формуле $V = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot H$, где $S_{осн}$ — площадь основания, а $H$ — высота пирамиды.

По условию, пирамида является правильной четырехугольной, что означает, что в ее основании лежит квадрат, а ее вершина проецируется в центр этого квадрата. Диагональным сечением пирамиды (сечением, проходящим через вершину и диагональ основания) является равносторонний треугольник со стороной, равной 1 см.

Пусть диагональ основания (квадрата) будет $d$. Эта диагональ является одной из сторон диагонального сечения. Так как сечение — равносторонний треугольник со стороной 1 см, то и диагональ основания $d = 1$ см.

Теперь найдем площадь основания. Площадь квадрата можно вычислить через его диагональ по формуле $S = \frac{d^2}{2}$.
$S_{осн} = \frac{1^2}{2} = \frac{1}{2}$ см2.

Высота пирамиды $H$ совпадает с высотой ее диагонального сечения. Так как диагональное сечение — это равносторонний треугольник со стороной $c = 1$ см, его высоту можно найти по формуле $H = \frac{c\sqrt{3}}{2}$.
$H = \frac{1 \cdot \sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{2}$ см.

Теперь, зная площадь основания и высоту, мы можем вычислить объем пирамиды:
$V = \frac{1}{3} \cdot S_{осн} \cdot H = \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{12}$ см3.

Ответ: $V = \frac{\sqrt{3}}{12}$ см3.

№15.13 (с. 90)
Условие. №15.13 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.13, Условие

15.13. Боковые ребра треугольной пирамиды взаимно перпендикулярны, каждое из них равно 1 см. Найдите объем пирамиды.

Решение. №15.13 (с. 90)

Пусть дана треугольная пирамида SABC, где S — вершина, а SA, SB, SC — боковые ребра.

По условию задачи, боковые ребра взаимно перпендикулярны, это означает, что $SA \perp SB$, $SB \perp SC$ и $SC \perp SA$. Также известно, что длина каждого из этих ребер равна 1 см: $SA = SB = SC = 1$ см.

Объем пирамиды вычисляется по формуле $V = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot h$, где $S_{осн}$ — это площадь основания, а $h$ — высота пирамиды.

В качестве основания пирамиды мы можем выбрать любую из ее граней. Удобнее всего выбрать одну из боковых граней, например, треугольник SAB. Поскольку ребра $SA$ и $SB$ перпендикулярны, треугольник SAB является прямоугольным, а ребра $SA$ и $SB$ — его катетами.

Площадь прямоугольного треугольника SAB равна половине произведения его катетов:

$S_{\triangle SAB} = \frac{1}{2} \cdot SA \cdot SB$

Подставим длины ребер:

$S_{\triangle SAB} = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 1 = \frac{1}{2}$ см2.

Теперь нужно определить высоту пирамиды относительно основания SAB. Высота — это перпендикуляр, опущенный из вершины C на плоскость основания SAB. По условию, ребро $SC$ перпендикулярно ребру $SA$ и ребру $SB$. Так как ребра $SA$ и $SB$ являются пересекающимися прямыми, лежащими в плоскости SAB, то ребро $SC$ перпендикулярно всей плоскости SAB по признаку перпендикулярности прямой и плоскости. Следовательно, ребро $SC$ является высотой нашей пирамиды.

Таким образом, высота $h = SC = 1$ см.

Теперь мы можем найти объем пирамиды, подставив найденные значения площади основания и высоты в формулу объема:

$V = \frac{1}{3} \cdot S_{\triangle SAB} \cdot h = \frac{1}{3} \cdot \frac{1}{2} \cdot 1 = \frac{1}{6}$ см3.

Ответ: $\frac{1}{6}$ см3.

№15.14 (с. 90)
Условие. №15.14 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.14, Условие

15.14. Найдите объем треугольной пирамиды, если ее боковые ребра равны 1 см, а плоские углы при вершине равны $60^\circ$, $90^\circ$ и $90^\circ$.

Решение. №15.14 (с. 90)

Пусть $S$ - вершина пирамиды, а $A, B, C$ - вершины основания. Согласно условию задачи, боковые ребра равны 1 см, то есть $SA = SB = SC = 1$ см. Плоские углы при вершине $S$ равны $60^\circ, 90^\circ$ и $90^\circ$.

Объем пирамиды вычисляется по формуле $V = \frac{1}{3}S_{осн} \cdot h$, где $S_{осн}$ — это площадь основания, а $h$ — высота пирамиды.

В качестве основания пирамиды можно выбрать любую из ее граней. Удобно выбрать в качестве основания ту грань, для которой легко определить высоту, проведенную из противоположной вершины.

Пусть плоские углы при вершине $S$ распределены следующим образом: $\angle BSC = 90^\circ$, $\angle CSA = 90^\circ$ и $\angle ASB = 60^\circ$. Условия $\angle BSC = 90^\circ$ и $\angle CSA = 90^\circ$ означают, что боковое ребро $SC$ перпендикулярно двум другим боковым ребрам $SB$ и $SA$. Поскольку $SA$ и $SB$ являются пересекающимися прямыми, лежащими в плоскости $SAB$, ребро $SC$ перпендикулярно всей плоскости $SAB$.

Таким образом, если мы примем треугольник $SAB$ за основание пирамиды, то его высотой $h$ будет длина ребра $SC$. То есть, $h = SC = 1$ см.

Теперь вычислим площадь основания $S_{SAB}$. Площадь треугольника $SAB$ с известными сторонами $SA=1$ см, $SB=1$ см и углом между ними $\angle ASB = 60^\circ$ находится по формуле: $S_{SAB} = \frac{1}{2} \cdot SA \cdot SB \cdot \sin(\angle ASB)$

Подставляем значения: $S_{SAB} = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 1 \cdot \sin(60^\circ) = \frac{1}{2} \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{\sqrt{3}}{4}$ см2.

Наконец, находим объем пирамиды: $V = \frac{1}{3} \cdot S_{SAB} \cdot h = \frac{1}{3} \cdot \frac{\sqrt{3}}{4} \cdot 1 = \frac{\sqrt{3}}{12}$ см3.

Ответ: $\frac{\sqrt{3}}{12}$ см3.

№15.15 (с. 90)
Условие. №15.15 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.15, Условие

15.15. Объем правильной шестиугольной пирамиды $6 \text{ см}^3$. Сторона основания $1 \text{ см}$. Найдите высоту этой пирамиды.

Решение. №15.15 (с. 90)

Для решения задачи воспользуемся формулой объема пирамиды: $V = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot H$, где $V$ — это объем, $S_{осн}$ — это площадь основания, а $H$ — это высота пирамиды.

По условию, нам дана правильная шестиугольная пирамида. Это значит, что в ее основании лежит правильный шестиугольник. Площадь правильного шестиугольника со стороной $a$ вычисляется по формуле: $S_{осн} = \frac{3a^2\sqrt{3}}{2}$.

Нам известно, что сторона основания $a = 1 \text{ см}$. Подставим это значение в формулу площади основания:$S_{осн} = \frac{3 \cdot (1)^2 \sqrt{3}}{2} = \frac{3\sqrt{3}}{2} \text{ см}^2$.

Теперь у нас есть объем $V = 6 \text{ см}^3$ и площадь основания $S_{осн} = \frac{3\sqrt{3}}{2} \text{ см}^2$. Выразим высоту $H$ из формулы объема:$H = \frac{3V}{S_{осн}}$.

Подставим известные значения и вычислим высоту:$H = \frac{3 \cdot 6}{\frac{3\sqrt{3}}{2}} = \frac{18}{\frac{3\sqrt{3}}{2}} = 18 \cdot \frac{2}{3\sqrt{3}} = \frac{36}{3\sqrt{3}} = \frac{12}{\sqrt{3}} \text{ см}$.

Избавимся от иррациональности в знаменателе, умножив числитель и знаменатель дроби на $\sqrt{3}$:$H = \frac{12 \cdot \sqrt{3}}{\sqrt{3} \cdot \sqrt{3}} = \frac{12\sqrt{3}}{3} = 4\sqrt{3} \text{ см}$.

Ответ: $4\sqrt{3} \text{ см}$.

№15.16 (с. 90)
Условие. №15.16 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.16, Условие ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.16, Условие (продолжение 2)

15.16. Объем параллелепипеда равен $1 \text{ см}^3$ (рис. 15.5). Найдите объем тетраэдра $BDA_1C_1$.

Рис. 15.5

Решение. №15.16 (с. 90)

Для решения задачи найдем объем тетраэдра $BDA_1C_1$, вычитая из объема всего параллелепипеда объемы четырех "угловых" тетраэдров (пирамид).

Пусть объем параллелепипеда $ABCDA_1B_1C_1D_1$ равен $V_{пар}$. По условию, $V_{пар} = 1 \text{ см}^3$. Объем параллелепипеда вычисляется по формуле $V_{пар} = S_{осн} \cdot H$, где $S_{осн}$ — площадь основания, а $H$ — высота.

Объем искомого тетраэдра $BDA_1C_1$ можно найти, если из объема $V_{пар}$ вычесть объемы четырех тетраэдров, которые "отсекаются" от углов параллелепипеда. Эти четыре тетраэдра: $A_1ABD$ (с вершиной $A_1$ и основанием $ABD$), $C_1BCD$ (с вершиной $C_1$ и основанием $BCD$), $BA_1B_1C_1$ (с вершиной $B$ и основанием $A_1B_1C_1$) и $DA_1D_1C_1$ (с вершиной $D$ и основанием $A_1D_1C_1$).

Рассмотрим объем одного из этих тетраэдров, например, $A_1ABD$. Его объем вычисляется по формуле объема пирамиды: $V_{пир} = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot h$.

В качестве основания этого тетраэдра возьмем треугольник $ABD$, который лежит в плоскости основания параллелепипеда. Площадь треугольника $ABD$ равна половине площади основания параллелепипеда (параллелограмма $ABCD$): $S_{ABD} = \frac{1}{2} S_{ABCD}$.

Высота тетраэдра $A_1ABD$, опущенная из вершины $A_1$ на основание $ABD$, совпадает с высотой параллелепипеда $H$.

Таким образом, объем тетраэдра $A_1ABD$ равен:

$V_{A_1ABD} = \frac{1}{3} S_{ABD} \cdot H = \frac{1}{3} \cdot (\frac{1}{2} S_{ABCD}) \cdot H = \frac{1}{6} (S_{ABCD} \cdot H) = \frac{1}{6} V_{пар}$.

Аналогично доказывается, что все четыре "угловых" тетраэдра имеют одинаковый объем, равный $\frac{1}{6} V_{пар}$. Например, для тетраэдра $BA_1B_1C_1$ основанием является треугольник $A_1B_1C_1$ на верхнем основании параллелепипеда ($S_{A_1B_1C_1} = \frac{1}{2} S_{A_1B_1C_1D_1} = \frac{1}{2} S_{ABCD}$), а высота, опущенная из вершины $B$, равна высоте параллелепипеда $H$.

Суммарный объем четырех угловых тетраэдров составляет:

$V_{4 \text{ тетр.}} = 4 \cdot \frac{1}{6} V_{пар} = \frac{4}{6} V_{пар} = \frac{2}{3} V_{пар}$.

Теперь можем найти объем искомого тетраэдра $BDA_1C_1$, вычитая из объема параллелепипеда суммарный объем четырех угловых тетраэдров:

$V_{BDA_1C_1} = V_{пар} - V_{4 \text{ тетр.}} = V_{пар} - \frac{2}{3} V_{пар} = \frac{1}{3} V_{пар}$.

Подставляя известное значение объема параллелепипеда:

$V_{BDA_1C_1} = \frac{1}{3} \cdot 1 \text{ см}^3 = \frac{1}{3} \text{ см}^3$.

Ответ: $\frac{1}{3} \text{ см}^3$.

№15.17 (с. 90)
Условие. №15.17 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.17, Условие ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.17, Условие (продолжение 2)

15.17. Плоскость проходит через сторону основания треугольной пирамиды и середину противолежащего бокового ребра (рис. 15.7). В каком отношении эта плоскость делит объем пирамиды?

Рис. 15.7

Решение. №15.17 (с. 90)

Пусть дана треугольная пирамида $SABC$ с основанием $ABC$ и вершиной $S$. По условию задачи, секущая плоскость проходит через сторону основания, например, сторону $BC$, и середину противолежащего бокового ребра $SA$. Обозначим середину ребра $SA$ точкой $D$. Таким образом, секущая плоскость — это плоскость, проходящая через точки $B$, $C$ и $D$.

Эта плоскость $(BCD)$ делит исходную пирамиду $SABC$ на два многогранника: пирамиду $SBCD$ и пирамиду $ABCD$. Нам необходимо найти отношение их объемов.

Обозначим объем исходной пирамиды $SABC$ как $V_{SABC}$.

Рассмотрим пирамиду $SBCD$. Она имеет общую вершину $S$ с исходной пирамидой $SABC$. Удобно использовать формулу для отношения объемов двух пирамид, имеющих общий трехгранный угол.

Пирамиды $SBCD$ и $SABC$ имеют общий трехгранный угол при вершине $S$. Ребра, образующие этот угол, для пирамиды $SABC$ — это $SA$, $SB$, $SC$, а для пирамиды $SBCD$ — это $SD$, $SB$, $SC$.

Отношение объемов таких пирамид равно произведению отношений длин соответствующих ребер, выходящих из общей вершины:

$ \frac{V_{SBCD}}{V_{SABC}} = \frac{SD}{SA} \cdot \frac{SB}{SB} \cdot \frac{SC}{SC} $

По условию, точка $D$ — середина ребра $SA$, следовательно, $SD = \frac{1}{2} SA$, или $\frac{SD}{SA} = \frac{1}{2}$. Отношения для других ребер равны единице, так как они являются общими: $\frac{SB}{SB} = 1$ и $\frac{SC}{SC} = 1$.

Подставим эти значения в формулу:

$ \frac{V_{SBCD}}{V_{SABC}} = \frac{1}{2} \cdot 1 \cdot 1 = \frac{1}{2} $

Таким образом, объем пирамиды $SBCD$ равен половине объема исходной пирамиды $SABC$:

$ V_{SBCD} = \frac{1}{2} V_{SABC} $

Объем второй части, пирамиды $ABCD$, можно найти как разность объемов исходной пирамиды и пирамиды $SBCD$:

$ V_{ABCD} = V_{SABC} - V_{SBCD} = V_{SABC} - \frac{1}{2} V_{SABC} = \frac{1}{2} V_{SABC} $

Следовательно, объемы двух частей, на которые секущая плоскость делит исходную пирамиду, равны. Найдем их отношение:

$ \frac{V_{SBCD}}{V_{ABCD}} = \frac{\frac{1}{2} V_{SABC}}{\frac{1}{2} V_{SABC}} = \frac{1}{1} $

Таким образом, плоскость делит объем пирамиды в отношении 1:1.

Ответ: 1:1.

№15.18 (с. 90)
Условие. №15.18 (с. 90)
ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.18, Условие ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.18, Условие (продолжение 2) ГДЗ Геометрия, 11 класс Учебник, авторы: Смирнов Виктор Анатольевич, Туяков Есенкельды Алыбаевич, издательство Мектеп, Алматы, 2019, страница 90, номер 15.18, Условие (продолжение 3)

15.18. Объем правильной четырехугольной пирамиды равен $12 \text{ см}^3$. Найдите объем пирамиды, отсекаемой от нее плоскостью, проходящей через диагональ $AC$ основания и середину $E$ противоположного бокового ребра (рис. 15.8).

Рис. 15.8

Решение. №15.18 (с. 90)

Пусть дана правильная четырехугольная пирамида $SABCD$ с основанием $ABCD$ и вершиной $S$. Объем этой пирамиды $V_{SABCD} = 12 \text{ см}^3$.

Объем пирамиды вычисляется по формуле $V = \frac{1}{3} S_{осн} \cdot H$, где $S_{осн}$ — площадь основания, а $H$ — высота пирамиды. Для пирамиды $SABCD$ ее объем равен $V_{SABCD} = \frac{1}{3} S_{ABCD} \cdot SO$, где $SO$ — высота пирамиды.

Секущая плоскость проходит через диагональ основания $AC$ и середину $E$ противолежащего бокового ребра. В соответствии с рисунком, точка $E$ является серединой бокового ребра $SB$. Пирамида, отсекаемая от исходной, — это пирамида $EABC$. Найдем ее объем $V_{EABC}$.

Разобьем исходную пирамиду $SABCD$ диагональной плоскостью $SAC$ на две равновеликие пирамиды: $SABC$ и $SADC$. Они имеют общую высоту $SO$ и равные по площади основания (треугольники $ABC$ и $ADC$), так как диагональ делит квадрат $ABCD$ на два равных треугольника.

Объем пирамиды $SABC$ составляет половину объема исходной пирамиды:

$V_{SABC} = \frac{1}{2} V_{SABCD} = \frac{1}{2} \cdot 12 = 6 \text{ см}^3$.

Пирамиды $EABC$ и $SABC$ имеют общее основание — треугольник $ABC$. Следовательно, их объемы относятся как их высоты, проведенные к этому основанию.

$V_{EABC} = \frac{1}{3} S_{ABC} \cdot h_E$

$V_{SABC} = \frac{1}{3} S_{ABC} \cdot H$

где $H = SO$ — высота пирамиды $SABC$ (и всей пирамиды $SABCD$), а $h_E$ — высота пирамиды $EABC$, опущенная из вершины $E$ на плоскость основания $ABC$.

Найдем соотношение высот $h_E$ и $H$. Пусть $K$ — проекция точки $E$ на плоскость основания $ABCD$. Тогда $h_E = EK$. Так как $SO \perp (ABC)$ и $EK \perp (ABC)$, то прямые $SO$ и $EK$ параллельны.

Рассмотрим треугольник $SBO$. Точка $E$ — середина стороны $SB$ по условию. Прямая $EK$ параллельна $SO$. Из подобия треугольников $\triangle EBK$ и $\triangle SBO$ (по двум углам) следует, что коэффициент подобия равен $\frac{BE}{BS} = \frac{1}{2}$.

Следовательно, отношение их высот (в данном случае, отрезков $EK$ и $SO$) также равно коэффициенту подобия:

$\frac{EK}{SO} = \frac{h_E}{H} = \frac{1}{2}$.

Таким образом, высота пирамиды $EABC$ в два раза меньше высоты пирамиды $SABC$.

Теперь найдем объем искомой пирамиды, используя отношение объемов:

$\frac{V_{EABC}}{V_{SABC}} = \frac{\frac{1}{3} S_{ABC} \cdot h_E}{\frac{1}{3} S_{ABC} \cdot H} = \frac{h_E}{H} = \frac{1}{2}$.

Отсюда, $V_{EABC} = \frac{1}{2} V_{SABC}$.

Подставляя значение $V_{SABC}$, получаем:

$V_{EABC} = \frac{1}{2} \cdot 6 = 3 \text{ см}^3$.

Ответ: $3 \text{ см}^3$.

Помогло решение? Оставьте отзыв в комментариях ниже.

Присоединяйтесь к Телеграм-группе @top_gdz

Присоединиться