20. Основанием наклонной призмы ABCA1B1C1 является равнобедренный треугольник ABC, в котором AB = AC = 13 см, BC = 10 см и боковое ребро образует с плоскостью основания угол в 45°. Проекцией вершины A1 на плоскость треугольника ABC является точка пересечения его медиан. Найдите площадь грани CC1B1B.
Решение:
Рассмотрим наклонную призму ABCA1B1C1. Построим высоту призмы А1О. По условию задачи O — точка пересечения медиан ΔABC, а ΔABC — равнобедренный, AB=AC=13см. По теореме о медиане равнобедренного треугольника CM=MB=2CB=210=5(см) и AM⊥CB.
С прямоугольного ΔAMC, используя теорему Пифагора, найдём медиану АМ:
AM=AC2−CM2=132−52=12(см).
Учитывая, что медианы точкой пересечения делятся в отношении 2:1, начиная с вершины, получаем:
AO=32AM=32⋅12=8(см).
С прямоугольного ΔAOA1 имеем:
AA1=sin45°AO−218=82(см).
Поскольку AM⊥BC и OM — проекция A1M на плоскость основания, то по обратной теореме о трёх перпендикулярах A1M⊥BC.
По теореме о перпендикулярности прямой и плоскости получаем: BC⊥(AA1M1M), следовательно BC⊥AA1 по определению прямой и плоскости.
Поскольку BC⊥AA1 и AA1∥CC1∥BB1, то BC⊥BB1 и BC⊥CC1. Следовательно, CC1B1B — прямоугольник, в котором CC1=BB1−AA1−82см.