Тема 3. Геометрия в пространстве (стереометрия)
3.10 Прямоугольный параллелепипед
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела геометрия в пространстве (стереометрия)
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#17748

Два ребра прямоугольного параллелепипеда, выходящие из одной вершины, равны 2 и 6. Объем параллелепипеда равен 48. Найдите третье ребро параллелепипеда, выходящее из той же вершины.

PIC

Показать ответ и решение

Объём прямоугольного параллелепипеда равен произведению всех трёх его измерений. Из вершины выходит по одному ребру каждого из измерений. Пусть длина неизвестного ребра равна x  . Тогда

                     48
2 ⋅6⋅x = 48  ⇒   x = -- = 4
                     12
Ответ: 4

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#872

Дан прямоугольный параллелепипед с ребрами 2, 3  и 6  . Найдите его диагональ.

Показать ответ и решение

Пусть AB  =  2,AD  = 3, AA1 =  6  .
 
PIC

 

По теореме Пифагора из прямоугольного треугольника ABD  (∠A  = 90∘ ) имеем: BD2   = AB2  + AD2   .

 

Из прямоугольного треугольника BB1D  (         ∘
∠B  =  90 ) по теореме Пифагора     2       2      2
B1D   = BD   +  BB 1   .

 

Подставляя BD2   из первого равенства во второе, получим:

B  D2 =  AB2  + AD2  + BB2  =  22 + 32 + 62 = 4 + 9 + 36 = 49  ⇔    B  D  = 7.
  1                        1                                          1
Ответ: 7

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#57729

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1  известны длины ребер: AB = 9,  AD  = 12,  AA1 =9.  Найдите синус угла между прямыми DD1  и B1C.

PIC

Показать ответ и решение

Так как DD1  ∥CC1,  то ∠(DD1,B1C )= ∠(CC1,B1C )= ∠B1CC1.  По теореме Пифагора

      ∘----2-----2  ∘ -2---2-
B1C =  B1C 1 + CC 1 = 12 + 9 = 15.

Следовательно,

            B1C1   12
sin ∠B1CC1 = B1C--= 15 = 0,8.
Ответ: 0,8

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#57723

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1  известно, что AB = 6,  BC  =5,  AA1 = 4.  Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A,  B,  C,  D,  A1,  B1.

PIC

Показать ответ и решение

Искомый объем равен половине объема прямоугольного параллелепипеда ABCDA1B1C1D1,  следовательно, он равен

    1               1
V = 2 ⋅AB ⋅BC ⋅AA1 = 2 ⋅6⋅5⋅4= 60.
Ответ: 60

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#57722

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1  известно, что AB = 9,  BC  =7,  AA1 = 6.  Найдите объем многогранника, вершинами которого являются точки A,  B,  C,  B1.

PIC

Показать ответ и решение

Многогранник, объем которого необходимо найти, является прямоугольной треугольной пирамидой, высота которой равна BB1,  а основание представляет собой прямоугольный треугольник ABC.  Следовательно, этот объем равен

         1      1           1    1
VB1ABC = 3 ⋅BB1 ⋅2 ⋅AB ⋅BC = 3 ⋅6⋅ 2 ⋅9⋅7= 63.
Ответ: 63

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#57721

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1  известно, что CC1 =9,  AB = 2,  B1C1 = 6.  Найдите длину диагонали BD1.

PIC

Показать ответ и решение

В прямоугольном параллелепипеде с измерениями a,  b  и c  длина его диагонали равна

   ∘ -2---2--2-
d=   a + b +c .

Следовательно,

      ∘ -2---2---2
BD1 =   9 + 2 + 6 = 11.
Ответ: 11

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#23583

От прямоугольного параллелепипеда ABCDA1B1C1D1  отсекли многогранник, вершинами которого являются точки A,C,D, D1.  Найдите объём оставшейся части, если объём отсечённой части равен 8.

Показать ответ и решение

Запишем выражение для объёма пирамиды D1ACD,  который по условию равен 8:

         1
VD1ACD = 3 ⋅DD1 ⋅SACD = 8

Отсюда получаем

SACD ⋅DD1  = 24

PIC

Заметим, что SACD = 12SABCD.  Найдём объём всего параллелепипеда:

V = SABCD ⋅DD1  = 2SACD ⋅DD1 = 2 ⋅24 = 48

Тогда объём оставшейся части равен

48− 8= 40
Ответ: 40

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#18446

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1  известно, что AB = 9,  BC  =6,  AA1 = 5.  Найдите объём многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, A1, B1.

Показать ответ и решение

Способ 1.

Заметим, что объем многогранника, вершинами которого являются точки A, B, C, D, A1, B1,  в два раза меньше объема прямоугольного параллилепипеда, поскольку это призма с основанием, в два раза меньше, чем у параллелепипеда.

Тогда V1  — искомый объём, V  — объём параллелепипеда:

V1 = 0,5 ⋅V = 0,5⋅AB ⋅BC ⋅AA1 = 0,5⋅6⋅9⋅5= 135

PIC

Способ 2.

Полученный многогранник представляет из себя прямую призму с основаниями AA  D
   1  и BB C,
  1  объём которой вычисляет ся по формуле

V = Sосн⋅h= SAA D ⋅AB  = 6⋅5⋅9= 135
               1         2
Ответ: 135

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#2599

Дан прямоугольный параллелепипед ABCDA1B1C1D1   . Во сколько раз объем пирамиды AA1BD  меньше объема этого параллелепипеда?

Показать ответ и решение

PIC
 
Пусть AB  =  x  , AD  = y  , AA1  =  z  . Тогда объем параллелепипеда равен

Vpar = SABCD  ⋅ AA1 = xy ⋅ z.
Так как SABD  = 0,5SABCD  (потому что по определению прямоугольного параллелепипеда в основании лежит прямоугольник), то объем пирамиды
      1-                1- 1-        1-
Vpir = 3 ⋅ SABC ⋅ AA1 =  3 ⋅2xy ⋅ z = 6xyz.
Следовательно, объем пирамиды в 6 раз меньше объема параллелепипеда.
Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#2272

В прямоугольном параллелепипеде диагональ грани AA1D1D  равна 5  , а        √ --
AB  = 2  6  . Найдите диагональ параллелепипеда.

Показать ответ и решение

PIC

 

Так как параллелепипед прямоугольный, то все его грани – прямоугольники, а у прямоугольника обе диагонали равны. Следовательно, A1D  =  AD1   . Рассмотрим диагональ A1D  и диагональ параллелепипеда B1D  . Треугольник A1B1D  прямоугольный, так как ребро A1B1   перпендикулярно грани AA1D1D  (по определению прямоугольного параллелепипеда). Следовательно, гипотенуза

       ∘ --------------   ∘ ------------
              2       2      2     √ --2
B1D  =   A1B  1 + A1D  =    5  + (2  6) =  7.
Ответ: 7

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#2271

Даны два прямоугольных параллелепипеда: ребра одного равны 185, 185 и 37; а ребра другого равны 185, 37 и 37. Во сколько раз объем первого параллелепипеда больше объема второго параллелепипеда?

Показать ответ и решение

PIC

Отношение их объемов равно:

V1 = 185⋅185-⋅37= 185 =5.
V2   185⋅37⋅37    37
Ответ: 5

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#2270

Дан прямоугольный параллелепипед, стороны основания которого равны 4  и 5  , а боковое ребро равно 3  . Найдите наибольшую площадь его грани.

Показать ответ и решение

PIC
 
Заметим, что все варианты для площадей его граней – это всевозможные попарные произведения чисел 3,4,5  , то есть 3 ⋅ 4  , 4 ⋅ 5  или 3 ⋅ 5  . Среди этих произведений наибольшим является 4 ⋅ 5 = 20  .

Ответ: 20

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 13#1887

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1   :        √ ---
AB1  =   13  , AD1  = 5  ,         √ --
AC  =  2  5  . Чему равна сумма всех ребер параллелепипеда?
 
PIC
 

Показать ответ и решение

Заданные отрезки являются диагоналями соответствующих граней параллелепипеда. Значит, каждый отрезок можно выразить через теорему Пифагора соответствующего прямоугольного треугольника: AB2  =  AB2  + AA2
    1             1   , AC2  = AB2  + AD2   , AD2  = AD2  +  AA2
   1              1   . Из этих уравнений можно найти неизвестные стороны параллелепипеда:
           2      2       2
AB2  =  AB-1-+-AC---−-AD--1 = 13-+-20-−-25-=  4
                 2                  2  ⇒ AB  =  2  ;
           2       2      2
    2   AB-1-+-AD-1-−-AC---   13-+-25-−-20-
AA  1 =          2         =        2      =  9  ⇒ AA1  = 3  ;
    2   AC2  + AD21 − AB21    20 + 25 − 13
AD   =  ---------2--------- = ------2------=  16  ⇒ AD   = 4  .
Мы нашли три различных ребра параллелепипеда. Всего в параллелепипеде 12  ребер – по 4  каждого вида. Тогда сумма всех ребер будет равна:

S =  4 ⋅ 2 + 4 ⋅ 3 + 4 ⋅ 4 = 36.
Ответ: 36

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 14#1886

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1   :       √ --
AB  =   2  ,         √ --
BC  =  2  2  ,          √ --
DD1  =  3  2  . Чему равна длина кратчайшего пути по поверхности параллелепипеда из точки A  в точку C1   ?
 
PIC
 

Показать ответ и решение

Если мы повернем грань DD1C1C  вокруг DD1   , так чтобы она оказалась в одной плоскости с гранью AA1D1D  , а точки C  и C1   оказались на продолжении отрезков AD  и A1D1   за точки D  и D1   соответственно, то получим следующую фигуру:
 
PIC

 

Очевидно, что кратчайшее расстояние от точки A  до точки C
  1   будет равно длине диагонали    AC
      1   . Так как AD  +  DC  = CC1   , то AC1   является диагональю квадрата ⇒        √ --  √ --
AC1  =   2 ⋅ 3 2 = 6  .

Ответ: 6

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 15#1668

ABCDA1B1C1D1   – прямоугольный параллелепипед, AB  = a  , AA1  = 2a  , AD   = 4a  . Точка M  – середина AA1   . Пусть P △C1MD  – периметр треугольника C1M  D  . Найдите

--------PC1MD---------
2a(3√8--+ √20--+ √68-) = ?
Показать ответ и решение

PIC

 

-----√--PC1√MD----√---- =  ----√---PC1M√D-----√-----= -----√-PC1M√D----√----.
2a (3  8 +   20 +   68)    2a(6  2 + 2  5 + 2  17)   4a (3  2 +   5 +   17)

Так как ABCDA1B1C1D1   – прямоугольный параллелепипед, то A1C1   – проекция M  C1   на (A1B1C1D1   )  , тогда по теореме Пифагора

     2        2        2
M C1  =  M A1  + A1C1  ,
при этом по теореме Пифагора
A1C12  = A1B12  + B1C12  = a2 + 16a2 = 17a2,
откуда
                                                √ --
M  C12 = a2 + 17a2 = 18a2      ⇒      M C1  = 3a  2.

Так как ABCDA1B1C1D1   – прямоугольный параллелепипед, то по теореме Пифагора

                                                             √ ---
M  D2 = M  A2 + AD2  =  a2 + 16a2 = 17a2     ⇒       M D  = a  17.

Аналогично по теореме Пифагора

                                                             √ --
C1D2  = C1D12  + D1D2  = a2 + 4a2 = 5a2      ⇒      C1D  =  a  5.
Таким образом,
                                  √ --   √ ---   √ --
PC1MD  = C1M   + M D  + C1D  = 3a   2 + a  17 + a  5,
тогда
                           √ --   √ ---   √ --      √ --  √ ---  √ --
-------PC1MD---------   -3a--2 +-a--17 +-a--5    a(3--2-+---17-+---5)-   1-
4a(3√2--+ √5--+ √17-) = 4a (3 √2-+ √5--+ √17-) =  4a(3√2-+  √5-+ √17--) = 4 = 0,25.
Ответ: 0,25

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 16#1667

ABCDA1B1C1D1   – прямоугольный параллелепипед, площадь полной поверхности которого равна 12. Найдите разность между площадью квадрата со стороной AA1  + A1D1  + D1C1   и суммой площадей квадратов со сторонами AA1   , A1D1   , D1C1   .

Показать ответ и решение

PIC

 

Обозначим AA1  = a  , A1D1  = b  , D1C1  = c  , тогда площадь полной поверхности ABCDA1B1C1D1   равна

S     = 2ab + 2ac + 2bc.
  полн
Площадь квадрата со стороной a + b + c  равна (a + b + c)2   , сумма площадей квадратов со сторонами a  , b  , c  равна a2 + b2 + c2   , тогда искомая величина равна

(a + b + c)2 − (a2 + b2 + c2) = a2 + b2 + c2 + 2ab + 2ac + 2bc − (a2 + b2 + c2) =

                            = 2ab + 2ac + 2bc = S полн = 12.
Ответ: 12

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 17#965

Дана прямая призма, в основании которой лежит правильный шестиугольник ABCDEF  . Эту призму вписали в прямоугольный параллелепипед M N KP  M1N1K1P1   так, что все вершины обоих оснований призмы лежат на сторонах соответственно обоих оснований параллелепипеда. Причем BC  и EF  лежат на M  N  и KP  соответственно, а точки A  и D  – на сторонах M  P  и N K  соответственно. Во сколько раз объем призмы отличается от объема параллелепипеда?

Показать ответ и решение

PIC
 
Рассмотрим картинку. Так как параллелепипед прямоугольный, то он прямой и в основании лежит прямоугольник. Следовательно, его боковые ребра (например, M  M1   ) параллельны боковым ребрам призмы и равны, так как основания призмы вписаны в основания параллелепипеда (то есть лежат в одних и тех же плоскостях). Отсюда следует, что высоты призмы и параллелепипеда одинаковы. Пусть h  – длина их высоты.
Рассмотрим отдельно основание. По свойству правильного шестиугольника BF  ⊥  FE  . Так как M  N KP  – прямоугольник, то есть M P ⊥  P K  , то M  P ∥ BF  . Заметим также, что вообще говоря M  P = BF  , а PK  =  AD  .
Пусть a  – сторона шестиугольника. Его угол равен 120 ∘ , следовательно, по теореме косинусов:

                                                      √ --
BF  2 = a2 + a2 − 2a ⋅ a ⋅ cos120 ∘ = 3a2 ⇒   M P  = a  3.
Заметим также, что              ∘
∠M  AB  = 30 , следовательно, в треугольнике M AB  :
         M  B                1
sin 30∘ = -----   ⇒    M B  = --a.
          AB                 2
Следовательно, M N  =  12a + a + 12a = 2a  .
Значит, M N KP  – прямоугольник со сторонами a√3--  и 2a  .
 
Площадь правильного шестиугольника равна  √ --
3--3-a2
  2   , следовательно, объем призмы
          √ --
         3  3  2
Vprism = --2--a h,
а объем параллелепипеда
           √ --          √ --
Vparallel = a 3 ⋅ 2a ⋅ h = 2 3a2h
Следовательно,
 Vprism     3
------- =  --= 0,75.
Vparallel   4
Ответ: 0,75

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 18#964

Дан прямоугольный параллелепипед, основания ABCD  и A1B1C1D1   которого являются квадратами со стороной  √ --
3  2  . Пусть M  – точка пересечения диагоналей грани AA1D1D  , N  – точка пересечения диагоналей грани DD1C1C  . Найдите M  N  .

Показать ответ и решение

PIC
 
Так как AD   = DC  , то грани AA1D1D  и DD1C1C  равны, следовательно, и их диагонали равны, значит, A1D  =  C1D  . Так как диагонали прямоугольника точкой пересечения делятся пополам, то A1M   = M  D =  DN  = N  C1   . Рассмотрим △A1C1D  : в нем M  N  является средней линией, следовательно, она равна половине основания A1C1   , которое в свою очередь является диагональю квадрата A1B1C1D1   , следовательно, равно  √ -- √ --
3  2 ⋅  2 = 6  . Следовательно, M N  = 3  .

Ответ: 3

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 19#963

Даны два прямоугольных параллелепипеда: ребра одного равны a, b  и b  , а ребра другого равны   a, a  и b  . На сколько площадь полной поверхности первого параллелепипеда больше, чем площадь поверхности второго параллелепипеда, если a = 1000, b = 1001  .

Показать ответ и решение

PIC
 
Площадь полной поверхности первого параллелепипеда

             2
S1 = 2 (ab + b  + ab)
Площадь полной поверхности второго параллелепипеда
S2 = 2(ab + ab + a2)
Следовательно,
             2    2
S1 − S2 = 2(b −  a ) = 2(b − a )(b + a) = 2(1001 − 1000 )(1001 + 1000) = 4002.
Ответ: 4002
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!