Проверь себя
Задание 1. Какая форма сечения будет, если треугольную пирамиду разрезать параллельно основанию?
- Треугольник;
- Четырехугольник;
- Шестиугольник;
- Произвольный многоугольник с любым количеством углов.
Задание 2.Где могут лежать вершины многоугольника, который образовывает сечение?
- Только в вершинах многогранника;
- На ребрах многогранника;
- Только на гранях многогранника;
- В любой точке на многограннике.
Задание 3.Что такое след сечения?
- Продолжения сторон сечения;
- Вершины многоугольника, который образовывает сечение;
- Прямая, по которой секущая плоскость пересекает плоскость основания многогранника;
- Все вышеперечисленные варианты.
Задание 4.Что можно сделать с точками, которые лежат на одной грани?
- Соединить;
- Ни в коем случае нельзя их соединять;
- Построить сечение, опираясь на две разные стороны, не соединяя стороны;
- Ни один из перечисленных вариантов.
Задание 5.Как можно воспользоваться методом внутреннего проектирования?
- Произвольно переносить линии сечения в любых гранях;
- Произвольно переносить линии сечения в параллельных гранях;
- Перпендикулярно переносить линии сечения в перпендикулярных гранях;
- Параллельно переносить линии сечения в параллельных гранях.
Ответы: 1. — 1 2. — 2 3. — 3 4. — 1 5. — 4
Задачи
Задача 1 на построение тетраэдра
Составьте из 6 спичек 4 равных треугольника. На плоскости решить задачу не получается. А в пространстве это сделать легко. Возьмем тетраэдр. 6 спичек – это его ребра, четыре грани тетраэдра и будут четырьмя равными треугольниками. Задача решена.
Задача 2 Построить сечение тетраэдра плоскостью
Дан тетраэдр АВСD. Точка M принадлежит ребру тетраэдра АВ, точка N принадлежит ребру тетраэдра ВD и точка Р принадлежит ребру DС (Рис. 2.). Постройте сечение тетраэдра плоскостью MNP.
Рис. 2. Рисунок к задаче 2 — Построить сечение тетраэдра плоскостью
Решение: Рассмотрим грань тетраэдра DВС. В этой грани точки N и P принадлежат грани DВС, а значит, и тетраэдру. Но по условию точки N, P принадлежат секущей плоскости. Значит, NP – это линия пересечения двух плоскостей: плоскости грани DВС и секущей плоскости. Предположим, что прямые NP и ВС не параллельны. Они лежат в одной плоскости DВС. Найдем точку пересечения прямых NP и ВС. Обозначим ее Е (Рис. 3.).
Рис. 3. Рисунок к задаче 2. Нахождение точки Е
Точка Е принадлежит плоскости сечения MNP, так как она лежит на прямой NР, а прямая NР целиком лежит в плоскости сечения MNP.
Также точка Е лежит в плоскости АВС, потому что она лежит на прямой ВС из плоскости АВС.
Получаем, что ЕМ – линия пересечения плоскостей АВС и MNP, так как точки Е и М лежат одновременно в двух плоскостях — АВС и MNP. Соединим точки М и Е, и продолжим прямую ЕМ до пересечения с прямой АС. Точку пересечения прямых ЕМ и АС обозначим Q.
Итак, в этом случае NPQМ — искомое сечение.
Рис. 4. Рисунок к задаче 2.Решение задачи 2
Рассмотрим теперь случай, когда NP параллельна BC. Если прямая NP параллельна какой-нибудь прямой, например, прямой ВС из плоскости АВС, то прямая NP параллельна всей плоскости АВС.
Искомая плоскость сечения проходит через прямую NP, параллельную плоскости АВС, и пересекает плоскость по прямой МQ. Значит, линия пересечения МQ параллельна прямой NP. Получаем, NPQМ — искомое сечение.
Задача 3 Построить сечение тетраэдра плоскостью
Точка М лежит на боковой грани АDВ тетраэдра АВСD. Постройте сечение тетраэдра плоскостью, которое проходит через точку М параллельно основанию АВС.
Рис. 5. Рисунок к задаче 3 Построить сечение тетраэдра плоскостью
Решение:Секущая плоскость φ параллельна плоскости АВС по условию, значит, эта плоскость φ параллельна прямым АВ, АС, ВС. В плоскости АВD через точку М проведем прямую PQ параллельно АВ (рис. 5). Прямая PQ лежит в плоскости АВD. Аналогично в плоскости АСD через точку Р проведем прямую РR параллельно АС. Получили точку R. Две пересекающиеся прямые PQ и РR плоскости РQR соответственно параллельны двум пересекающимся прямым АВ и АС плоскости АВС, значит, плоскости АВС и РQR параллельны. РQR – искомое сечение. Задача решена.
Задача 4
Дан тетраэдр АВСD. Точка М – точка внутренняя, точка грани тетраэдра АВD. N – внутренняя точка отрезка DС (Рис. 6.). Построить точку пересечения прямой NM и плоскости АВС.
Рис. 6. Рисунок к задаче 4
Решение:Для решения построим вспомогательную плоскость DМN. Пусть прямая DМ пересекает прямую АВ в точке К (Рис. 7.). Тогда, СКD – это сечение плоскости DМN и тетраэдра. В плоскости DМN лежит и прямая NM, и полученная прямая СК. Значит, если NM не параллельна СК, то они пересекутся в некоторой точке Р. Точка Р и будет искомая точка пересечения прямой NM и плоскости АВС.
Рис. 7. Рисунок к задаче 4. Решение задачи 4
Задача 5 Построить сечение тетраэдра плоскостью
Дан тетраэдр АВСD. М – внутренняя точка грани АВD. Р – внутренняя точка грани АВС. N – внутренняя точка ребра DС (Рис. 8.). Построить сечение тетраэдра плоскостью, проходящей через точки М, N и Р.
Рис. 8. Рисунок к задаче 5 Построить сечение тетраэдра плоскостью
Решение:Рассмотрим первый случай, когда прямая MN не параллельна плоскости АВС. В прошлой задаче мы нашли точку пересечения прямой MN и плоскости АВС. Это точка К, она получена с помощью вспомогательной плоскости DМN, т.е. мы проводим DМ и получаем точку F. Проводим СF и на пересечении MN получаем точку К.
Рис. 9. Рисунок к задаче 5. Нахождение точки К
Проведем прямую КР. Прямая КР лежит и в плоскости сечения, и в плоскости АВС. Получаем точки Р1 и Р2. Соединяем Р1 и М и на продолжении получаем точку М1. Соединяем точку Р2 и N. В результате получаем искомое сечение Р1Р2NМ1. Задача в первом случае решена.Рассмотрим второй случай, когда прямая MN параллельна плоскости АВС. Плоскость МNР проходит через прямую МN параллельную плоскости АВС и пересекает плоскость АВС по некоторой прямой Р1Р2, тогда прямая Р1Р2 параллельна данной прямой MN (Рис. 10.).
Рис. 10. Рисунок к задаче 5. Искомое сечение
Теперь проведем прямую Р1М и получим точку М1. Р1Р2NМ1 – искомое сечение.