8295. Постройте сечения треугольной призмы
ABCA_{1}B_{1}C_{1}
параллельными плоскостями, одна из которых проходит через диагональ
AB_{1}
боковой грани
AA_{1}B_{1}B
, а вторая — через диагональ
BC_{1}
боковой грани
BCB_{1}C_{1}
. В каком отношении эти плоскости делят отрезок
CA_{1}
?
Ответ.
1:1:1
.
Указание. Рассмотрите сечения
AB_{1}M_{1}
и
C_{1}BM
, где
M
и
M_{1}
— середины рёбер
AC
и
A_{1}C_{1}
соответственно.
Решение. Известно, что через две скрещивающиеся прямые можно провести единственную пару параллельных плоскостей (см. задачу 7105).
Пусть
BM
и
B_{1}M_{1}
— медианы оснований
ABC
и
A_{1}B_{1}C_{1}
соответственно. Тогда плоскости
AB_{1}M_{1}
и
C_{1}BM
параллельны, так как пересекающиеся прямые
B_{1}M_{1}
и
AM_{1}
одной из них соответственно параллельны пересекающимся прямым
BM
и
C_{1}M
другой (четырёхугольник
AMC_{1}M_{1}
— параллелограмм). При этом прямая
AB_{1}
лежит в первой плоскости, а прямая
BC_{1}
— во второй. Следовательно, искомые сечения — это треугольники
AB_{1}M_{1}
и
C_{1}BM
.
Пусть
P
и
Q
— точки пересечения прямой
CA_{1}
с плоскостями
AB_{1}M_{1}
и
C_{1}BM
соответственно. Прямые
AM_{1}
и
MC_{1}
параллельны и
A_{1}M_{1}=M_{1}C_{1}
, поэтому по теореме Фалеса
A_{1}P=PQ
. Аналогично
QC=PQ
. Следовательно,
A_{1}P=PQ=QC
.