Построение сечений многогранников

Конспект занятия
«Построение сечений многогранников» — наглядное пособие по стереометрии, которое разбирает базовые правила и алгоритмы. В материале подробно объясняется, как проводить прямые через точки в одной плоскости, находить линии пересечения плоскости сечения с гранями, а также использовать свойство параллельных плоскостей. Рассмотрены примеры построения сечений для куба, тетраэдра и призмы. Практическая ценность: освоение метода поможет решать задачи ЕГЭ по математике и развить пространственное мышление. Подходит для школьников и студентов.
Калашникова Елена Анатольевна
Калашникова Елена Анатольевна
Содержимое публикации

Построение сечений многогранников. 10 класс.

Правила построения сечений многогранников:

1) проводим прямые через точки, лежащие в одной плоскости;

2) ищем прямые пересечения плоскости сечения с гранями многогранника, для этого

а) ищем точки пересечения прямой принадлежащей плоскости сечения с прямой, принадлежащей одной из граней (лежащие в одной плоскости);

б) параллельные грани плоскость сечения пересекает по параллельным прямым.

Примеры построения сечений:

Пример 1.

Рассмотрим прямоугольный параллелепипед ABCDA1B1C1D1. Построим сечение, проходящее через точки M, N, L.

Соединим точки M и L, лежащие в плоскости AA1D1D.

Пересечем прямую ML ( принадлежащую сечению) с ребром A1D1, они лежат в одной плоскости AA1D1D. Получим точку X1.

Точка X1 лежит на ребре A1D1, а значит и плоскости A1B1C1D1, соединим ее сточкой N, лежащей в этой же плоскости.

X1 N пересекается с ребром A1B1 в точке К.

Соединим точки K и M, лежащие в одной плоскости AA1B1B.

Найдем прямую пересечения плоскости сечения с плоскостью DD1C1C:

пересечем прямую ML (принадлежащую сечению) с ребром DD1, они лежат в одной плоскости AA1D1D, получим точку X2;

пересечем прямую KN (принадлежащую сечению) с ребром D1C1, они лежат в одной плоскости A1B1C1D1, получим точку X3;

Точки X2 и X3 лежат в плоскости DD1C1C. Проведем прямую X2 X3 , которая пересечет ребро C1C в точке T, а ребро DC в точке P. И соединим точки L и P, лежащие в плоскости ABCD.

MKNTPL - искомое сечение.

Пример 2.

Рассмотрим ту же самую задачу на построение сечения, но воспользуемся свойством параллельных плоскостей. Это облегчит нам построение сечения.

.

Соединим точки M и L, лежащие в плоскости AA1D1D.

.

Через точку N, проведем прямую NT параллельную прямой ML. Прямые NT и ML лежат в параллельных плоскостях по свойству параллелепипеда.

.

Пересечем прямую ML ( принадлежащую сечению) с ребром A1D1, они лежат в одной плоскости AA1D1D. Получим точку X1.

.

Точка X1 лежит на ребре A1D1, а значит и плоскости A1B1C1D1, соединим ее сточкой N, лежащей в этой же плоскости.

X1 N пересекается с ребром A1B1 в точке К.

.

Соединим точки K и M, лежащие в одной плоскости AA1B1B.

.

Проведем прямую TP через точку T, параллельно прямой KM ( они лежат в параллельных плоскостях).

.

Соединим точки P и L ( они лежат в одной плоскости).

.

MKNTPL - искомое сечение.

Методы построения сечений

Метод следов

В общем случае плоскость сечения имеет общую прямую с плоскостью каждой грани многогранника. Прямую, по которой секущая плоскость пересекает какую-либо грань, называют следом секущей плоскости.

Метод внутреннего проектирования

Этот метод удобен при построении сечений в тех случаях, когда почему-либо неудобно находить след секущей плоскости, например, след получается очень далеко от заданной фигуры.

Комбинированный метод

При построении этим методом на каких-то этапах применяются приёмы, изложенные в методе следов или методе внутреннего проектирования, а на других этапах применяются теоремы, изученные в разделе «Параллельность прямых и плоскостей».

Метод следов

Суть метода заключается в построении вспомогательной прямой, являющейся изображением линии пересечения секущей плоскости с плоскостью какой-либо грани фигуры F. Удобнее всего строить изображение линии пересечения секущей плоскости с плоскостью нижнего основания. Эту линию называют следом секущей плоскости. Используя след, легко построить изображения точек секущей плоскости, находящихся на боковых ребрах или гранях фигуры F. 

Пусть М, N, К - точки секущей плоскости, М1, N1, К1 - их проекции на плоскость основания. При этом для призм и цилиндров ММ1 || NN1, NN1 || КК1, для конусов и пирамид ММ1∩ NN1 ∩ КК1= S (S- вершина). Удобнее обозначать вершины нижнего основания через А1, В1, С1,... верхнего основания - А, В, С,.... Кратко суть метода следов можно записать следующим образом.

1. МN ∩ М1N1=X

2. МК ∩ М1К1=У

3. ХУ= S - след секущей плоскости

4. A1M1  ∩ S = A0   возможно  

5. АоМ ∩ А1А == А

6. Пункты 4-5 повторить для вершин В1, С1,... нижнего основания фигуры F;

7.  - искомое сечение.

Строить сечение фигуры F секущей плоскостью α методом следов удобно в тех случаях, когда секущая плоскость задана тремя точками, ей принадлежащими, или прямой и не принадлежащей ей точкой, или двумя пересекающимися прямыми, или двумя параллельными прямыми. Во всех случаях легко взять три точки М, N, К, принадлежащие плоскости α, и решение проводить по указанной схеме.

Задача 1. Постройте сечение призмы A1B1C1D1ABCD плоскостью, проходящей через три точки M, N, K. Рассмотрите все случаи расположения точек M, N, K на поверхности призмы (рис. 13).

 

Рассмотрим случай:  В данном случае очевидно, что M1 = B1.

Построение.


  1. 2. 
    3. XY = s – след секущей плоскости.
    4. 
    5. 
    6. 
    7. 
    8.   – искомое сечение.

З адача 2. Постройте сечение пирамиды SABCDE плоскостью, проходящей через точку   и прямую l, лежащую в грани SED (рис. 14).

Построение.

1. 
2. 
3.   – след секущей плоскости.
4. 
5. 
6.   – искомое сечение.

Задача 3. Точки P, Q и R взяты на поверхности параллепипеда ABCDA1B1C1D1 следующим образом: точка P лежит в грани CC1D1D, точка Q - в грани AA1D1D, точка R на прямой BB1. Построить сечение параллелепипеда плоскостью (PQR).

Метод внутреннего проектирования.

Задача 4. Точки P, Q и R взяты на поверхности параллепипеда ABCDA1B1C1D1 следующим образом: точка P лежит на грани CC1D1D, точка Q - на ребре B1C1, а точка R - на ребре AA1. Построить сечение параллелепипеда плоскостью (PQR).

Комбинированный метод.

Задача 5. На рёбрах A1B1 и DD1 параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 взяты соответственно точки P и S, а в гранях DD1C1C и AA1D1D соответственно точки Q и R. Построить сечение параллелепипеда плоскостью, проходящей через точку S параллельно плоскости PQR.

Комментировать
Свидетельство участника экспертной комиссии
Оставляйте комментарии к работам коллег и получите документ бесплатно!
Подробнее
Также Вас может заинтересовать
Математика
Разное по математике для «Dixit algorizmi (al-xorazmiy aytadiki)»
Математика
Презентации по математике для 2 класса «Занимательная математика»
Математика
Конспект занятия по математике для дошкольников «Занятие по познавательному развитию «Поможем Маше»»
Математика
Конспект занятия по математике для «Математической грамотности»
Комментарии
Добавить
публикацию
После добавления публикации на сайт, в личном кабинете вы сможете скачать бесплатно свидетельство и справку о публикации в СМИ.
Cвидетельство о публикации сразу
Получите свидетельство бесплатно сразу после добавления публикации.
Подробнее
Свидетельство за распространение педагогического опыта
Опубликует не менее 15 материалов и скачайте бесплатно.
Подробнее
Рецензия на методическую разработку
Опубликуйте материал и скачайте рецензию бесплатно.
Подробнее
Свидетельство участника экспертной комиссии
Стать экспертом и скачать свидетельство бесплатно.
Подробнее
Помощь