Стереометрия
Задание 7554
Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки $$A$$, $$B$$, $$F$$, $$A_{1}$$, $$B_{1}$$, $$F_{1}$$ правильной шестиугольной призмы $$ABCDEF A_{1} B_{1} C_{1} D_{1} E_{1} F_{1}$$, площадь основания которой равна $$8$$, а боковое ребро равно $$15$$.
1. Многогранник $$ABFA_{1}B_{1}F_{1}$$ — треугольная призма с основаниями $$ABF$$ и $$A_{1}B_{1}F_{1}$$.
2. Треугольник $$ABF$$ занимает $$\frac{1}{6}$$ площади правильного шестиугольника.
3. Объём: $$V = \frac{1}{6} \cdot S_{осн} \cdot h = \frac{1}{6} \cdot 8 \cdot 15 = 20$$.
Задание 7471
Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки $$A$$, $$D_{1}$$, $$A_{1}$$, $$B$$, $$C_{1}$$, $$B_{1}$$ прямоугольного параллелепипеда $$ABCDA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$$, у которого $$AB=3$$, $$AD=4$$, $$AA_{1}=5$$.
1. Исходный параллелепипед имеет $$8$$ вершин. Наш многогранник содержит $$6$$ из них: $$A$$, $$B$$, $$A_{1}$$, $$B_{1}$$, $$C_{1}$$, $$D_{1}$$. Отсутствуют вершины $$C$$ и $$D$$.
2. Плоскость, проходящая через точки $$A$$, $$B$$, $$C_{1}$$, $$D_{1}$$, делит параллелепипед на две равные части.
3. Наш многогранник — это ровно половина исходного параллелепипеда.
4. Объём полного параллелепипеда: $$V_{полн} = AB \cdot AD \cdot AA_{1} = 3 \cdot 4 \cdot 5 = 60$$.
5. Объём многогранника: $$V = \frac{V_{полн}}{2} = \frac{60}{2} = 30$$.
Задание 7562
Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки $$F$$, $$A_{1}$$, $$B_{1}$$, $$C_{1}$$, $$D_{1}$$, $$E_{1}$$, $$F_{1}$$ правильной шестиугольной призмы $$ABCDEF A_{1} B_{1} C_{1} D_{1} E_{1} F_{1}$$, площадь основания которой равна $$4$$, а боковое ребро равно $$3$$.
1. Многогранник $$FA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}E_{1}F_{1}$$ — пирамида с основанием $$A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}E_{1}F_{1}$$ и вершиной $$F$$.
2. Площадь основания пирамиды: $$S_{осн} = 4$$.
3. Высота пирамиды: $$h = 3$$.
4. Объём: $$V = \frac{1}{3} \cdot S_{осн} \cdot h = \frac{1}{3} \cdot 4 \cdot 3 = 4$$.
Задание 7446
Найдите объём многогранника, изображённого на рисунке (все двугранные углы многогранника прямые). 10.1
1. Достраиваем фигуру до полного параллелепипеда.
2. Объём полного параллелепипеда: $$V_{полн} = 4 \cdot 2 \cdot 4 = 32$$.
3. Вырезанная часть отсутствует или её объём равен нулю.
4. Объём многогранника: $$V = 32$$.
Задание 7416
Найдите площадь поверхности многогранника, изображённого на рисунке (все двугранные углы – прямые). 19.1
1. Фигура — основание $$5 \times 2 \times 3$$ с выступом сверху $$1 \times 2 \times 3$$ по центру.
2. Передняя и задняя (форма Т): каждая $$5 \cdot 3 + 1 \cdot 3 = 18$$. Две: $$36$$.
3. Левая и правая основания: $$2 \cdot 3 = 6$$ каждая, итого $$12$$. Боковые выступа: $$2 \cdot 3 = 6$$ каждая, итого $$12$$. Сумма: $$24$$.
4. Нижняя: $$5 \cdot 2 = 10$$. Верхняя основания (минус выступ): $$5 \cdot 2 - 1 \cdot 2 = 8$$. Верхняя выступа: $$1 \cdot 2 = 2$$. Сумма: $$20$$.
5. Итог: $$S = 36 + 24 + 20 = 80$$.
Задание 7474
Объём куба равен $$20$$. Найдите объём треугольной призмы, отсекаемой от него плоскостью, проходящей через середины двух рёбер, выходящих из одной вершины, и параллельной третьему ребру, выходящему из этой же вершины.
1. Пусть ребро куба равно $$a$$. Тогда объём куба $$V_{куба} = a^3 = 20$$.
2. Отсекаемая фигура — треугольная призма. Её основание — прямоугольный треугольник с катетами $$\frac{a}{2}$$ и $$\frac{a}{2}$$ (плоскость проходит через середины рёбер).
3. Площадь основания призмы: $$S = \frac{1}{2} \cdot \frac{a}{2} \cdot \frac{a}{2} = \frac{a^2}{8}$$.
4. Высота призмы равна $$a$$ (секущая плоскость параллельна третьему ребру).
5. Объём призмы: $$V_{пр} = S \cdot h = \frac{a^2}{8} \cdot a = \frac{a^3}{8} = \frac{20}{8} = 2,5$$.
Задание 7601
Объём правильной четырёхугольной пирамиды $$SABCD$$ равен $$152$$. Точка $$E$$ — середина ребра $$SB$$. Найдите объём треугольной пирамиды $$EABC$$.
1. Пирамида $$SABC$$ составляет половину пирамиды $$SABCD$$, так как треугольник $$ABC$$ — половина квадрата $$ABCD$$: $$V_{SABC} = \frac{1}{2} V_{SABCD}$$.
2. В пирамиде $$EABC$$ основание то же ($$ABC$$), а вершина $$E$$ — середина ребра $$SB$$. Высота из $$E$$ на плоскость основания в 2 раза меньше высоты из $$S$$.
3. Объём пирамиды $$EABC$$: $$V_{EABC} = \frac{1}{2} V_{SABC} = \frac{1}{4} V_{SABCD} = \frac{152}{4} = 38$$.
Задание 7609
Объём треугольной пирамиды равен $$94$$. Через вершину пирамиды и среднюю линию её основания проведена плоскость. Найдите объём отсечённой треугольной пирамиды.
1. Плоскость проходит через вершину пирамиды и среднюю линию основания. Средняя линия треугольника отсекает треугольник, подобный исходному с коэффициентом $$\frac{1}{2}$$.
2. Площади подобных фигур относятся как квадрат коэффициента подобия: $$\frac{S_{отс}}{S_{исх}} = \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4}$$.
3. Высота отсечённой пирамиды равна высоте исходной (так как плоскость проходит через вершину).
4. Объёмы пирамид с одинаковой высотой относятся как площади оснований: $$\frac{V_{отс}}{V_{исх}} = \frac{S_{отс}}{S_{исх}} = \frac{1}{4}$$.
5. Находим объём: $$V_{отс} = \frac{V_{исх}}{4} = \frac{94}{4} = 23,5$$.
Задание 7808
Около конуса описана сфера (сфера содержит окружность основания конуса и его вершину). Центр сферы совпадает с центром основания конуса. Образующая конуса равна $$36\sqrt{2}$$. Найдите радиус сферы.
1. Когда центр сферы совпадает с центром основания конуса: $$R = \frac{l}{\sqrt{2}}$$.
2. Находим радиус сферы: $$R = \frac{36\sqrt{2}}{\sqrt{2}} = 36$$.
Задание 7804
Около конуса описана сфера (сфера содержит окружность основания конуса и его вершину). Центр сферы совпадает с центром основания конуса. Радиус сферы равен $$10\sqrt{2}$$. Найдите образующую конуса.
1. Когда центр сферы совпадает с центром основания конуса, образующая конуса связана с радиусом сферы соотношением: $$l = R\sqrt{2}$$.
2. Находим образующую: $$l = 10\sqrt{2} \cdot \sqrt{2} = 10 \cdot 2 = 20$$.
Задание 7806
Около конуса описана сфера (сфера содержит окружность основания конуса и его вершину). Центр сферы совпадает с центром основания конуса. Радиус сферы равен $$31\sqrt{2}$$. Найдите образующую конуса.
1. Когда центр сферы совпадает с центром основания конуса, образующая конуса связана с радиусом сферы соотношением: $$l = R\sqrt{2}$$.
2. Находим образующую: $$l = 31\sqrt{2} \cdot \sqrt{2} = 31 \cdot 2 = 62$$.
Задание 7498
Основанием прямой треугольной призмы служит прямоугольный треугольник с катетами $$4$$ и $$7$$, объём призмы равен $$56$$. Найдите боковое ребро призмы.
1. Площадь основания: $$S_{осн} = \frac{1}{2} \cdot 4 \cdot 7 = 14$$.
2. Объём призмы: $$V = S_{осн} \cdot h$$, где $$h$$ — боковое ребро.
3. Находим высоту: $$h = \frac{V}{S_{осн}} = \frac{56}{14} = 4$$.
Задание 7493
Основанием прямой треугольной призмы является прямоугольный треугольник с катетами $$2$$ и $$7$$, боковое ребро призмы равно $$6$$. Найдите объём призмы.
1. Площадь основания: $$S = \frac{1}{2} \cdot 2 \cdot 7 = 7$$.
2. Объём призмы: $$V = S \cdot h = 7 \cdot 6 = 42$$.
Задание 7710
Первая цилиндрическая кружка вдвое выше второй, зато вторая в три раза шире. Найдите отношение объёма второй кружки к объёму первой.
1. $$h_1 = 2h_2$$, $$r_2 = 3r_1$$.
2. Объёмы кружек: $$V_1 = \pi r_1^2 \cdot 2h_2$$, $$V_2 = \pi (3r_1)^2 h_2 = 9\pi r_1^2 h_2$$.
3. Отношение объёмов: $$\frac{V_2}{V_1} = \frac{9\pi r_1^2 h_2}{2\pi r_1^2 h_2} = \frac{9}{2} = 4,5$$.
Задание 7508
Площадь боковой поверхности треугольной призмы равна $$75$$. Через среднюю линию основания призмы проведена плоскость, параллельная боковому ребру. Найдите площадь боковой поверхности отсечённой треугольной призмы.
1. Боковая поверхность призмы: $$S = P \cdot h$$, где $$P$$ — периметр основания, $$h$$ — высота.
2. Средняя линия треугольника делит стороны пополам, поэтому периметр основания отсечённой призмы равен $$\frac{P}{2}$$.
3. Высота остаётся той же $$h$$.
4. Боковая поверхность отсечённой призмы: $$S_{отс} = \frac{P}{2} \cdot h = \frac{S}{2} = \frac{75}{2} = 37,5$$.