Смотрите как легко понять, что за сечение. Раз плоскость сечения II A1D, то и прямые, которые образуются при пересечении этой плоскостью граней AA1D1D и BB1C1C, тоже будут параллельны A1D.
А1D лежит в плоскости AA1D1D, и указать прямую в этой плоскости II A1D, проходящую через середину AD очень легко - это прямая, проходящая через середины AD и АА1 (средняя линяя треугольника АА1D). Если обозначить M - середина AD и K - середина АА1, то это отрезок МК.
Что же касается плоскости BB1C1C, то тут еще проще - прямая II A1D и проходящая через точку С - это диагональ B1C.
Таким образом, сечение - это равноберенная трапеция МКВ1С, причем
B1C = a*√2; МК = В1С/2 = a*√2/2; MC = KB1 = a*√5/2; (МС - гипотенуза в прямоугольном треугольнике MDC с катетами a и a/2);
Осталось найти высоту этой трепеции.
(нарисуйте её отдельно "на плоскости", проставьте размеры)
Проще всего продлить боковые стороны до пересечения. Верхнее основание в получившемся равнобедренном треугольнике будет средней линеей, и искомая высота будет равна половине высоты этого треугольника к основанию B1C. Боковая сторона его равна 2*МС = a*√5, половина основания равна a*√2/2, и высота треугольника a*√(5 - 1/2) = a*3*√2/2; то есть высота трапеции a*3*√2/4;
Площадь МКВ1С равна S = (a*3*√2/4)*(a*√2 + a*√2/2)/2 = a^2*9/8;
Остюда получается очень интересное следствие. Дело в том, что проекцией этого сечения на ABCD является трапеция AMBC, площадь которой S1= a^2*3/4;
Поэтому, если обозначить Ф линейный угол двугранного угла между плоскостями сечения и боковой грани ABDC, то cos(Ф) = S1/S = 2/3; этот результат можно было бы получить другим путем - достаточно найти расстояние от В до МС, оно равно a*2/√5, откуда сразу расстояние от В1 до МС равно a*3/√5, и cos(Ф) = 2/3. Это было бы другим вычисления площади S, поскольку S1 считается элементарно, а S = S1/cos(Ф); попробуйте разобраться:).
Не через прямую С, а через точку С.
Смотрите как легко понять, что за сечение. Раз плоскость сечения II A1D, то и прямые, которые образуются при пересечении этой плоскостью граней AA1D1D и BB1C1C, тоже будут параллельны A1D.
А1D лежит в плоскости AA1D1D, и указать прямую в этой плоскости II A1D, проходящую через середину AD очень легко - это прямая, проходящая через середины AD и АА1 (средняя линяя треугольника АА1D). Если обозначить M - середина AD и K - середина АА1, то это отрезок МК.
Что же касается плоскости BB1C1C, то тут еще проще - прямая II A1D и проходящая через точку С - это диагональ B1C.
Таким образом, сечение - это равноберенная трапеция МКВ1С, причем
B1C = a*√2; МК = В1С/2 = a*√2/2; MC = KB1 = a*√5/2; (МС - гипотенуза в прямоугольном треугольнике MDC с катетами a и a/2);
Осталось найти высоту этой трепеции.
(нарисуйте её отдельно "на плоскости", проставьте размеры)
Проще всего продлить боковые стороны до пересечения. Верхнее основание в получившемся равнобедренном треугольнике будет средней линеей, и искомая высота будет равна половине высоты этого треугольника к основанию B1C. Боковая сторона его равна 2*МС = a*√5, половина основания равна a*√2/2, и высота треугольника a*√(5 - 1/2) = a*3*√2/2; то есть высота трапеции a*3*√2/4;
Площадь МКВ1С равна S = (a*3*√2/4)*(a*√2 + a*√2/2)/2 = a^2*9/8;
Остюда получается очень интересное следствие. Дело в том, что проекцией этого сечения на ABCD является трапеция AMBC, площадь которой S1= a^2*3/4;
Поэтому, если обозначить Ф линейный угол двугранного угла между плоскостями сечения и боковой грани ABDC, то cos(Ф) = S1/S = 2/3; этот результат можно было бы получить другим путем - достаточно найти расстояние от В до МС, оно равно a*2/√5, откуда сразу расстояние от В1 до МС равно a*3/√5, и cos(Ф) = 2/3. Это было бы другим вычисления площади S, поскольку S1 считается элементарно, а S = S1/cos(Ф); попробуйте разобраться:).
Значит, CK = АМ = 5х , ВК = ВМ = 8х
ВМ = ВК = 8х , АМ = АЕ = 5х , СК = СЕ = 5х – как отрезки касательных к окружности
AB + BC + AC = P abc
8x + 5x + 8x + 5x + 5x + 5x = 72
36x = 72
x = 2
Из этого следует, что ВМ = ВК = 16 , АМ = АЕ = 10 , СК = СЕ = 10 → АВ = ВС = 26 , АС = 20
Рассмотрим ∆ АВЕ (угол АЕВ = 90°):
По теореме Пифагора:
АВ² = АЕ² + ВЕ²
ВЕ² = 26² – 10² = 676 – 100 = 576
ВЕ = 24
S abc =( 1/2 ) × AC × BE = ( 1/2 ) × 20 × 24 = 240
ОТВЕТ: S abc = 240