Для решения задачи необходимо построить сечение куба плоскостью, которая содержит точку K и параллельна плоскости BB1D1. Рассмотрим шаги построения:
Определение точки K: Точка K является серединой ребра, но нам нужно уточнить, какого именно ребра. Допустим, что точка K — середина ребра AB. Тогда координаты точки K в системе координат, где вершина A имеет координаты (0,0,0), B — (a,0,0), будут (a/2, 0, 0).
Параллельность к плоскости BB1D1: Плоскость, содержащая точку K и параллельная плоскости BB1D1, будет проходить через точку K и иметь нормаль, параллельную нормали плоскости BB1D1. Плоскость BB1D1 является вертикальной плоскостью, проходящей через точки B (a,0,0), B1 (a,0,a) и D1 (a,a,a).
Нахождение нормали плоскости BB1D1: Нормаль к плоскости BB1D1 направлена вдоль оси x, так как плоскость перпендикулярна к оси x. Это значит, что нормаль можно задать вектором (1, 0, 0).
Уравнение плоскости через точку K: Поскольку плоскость параллельна плоскости BB1D1 и проходит через точку K (a/2, 0, 0), уравнение плоскости будет иметь вид x = a/2. Это уравнение определяет плоскость, перпендикулярную оси x и проходящую через точку K.
Построение сечения куба: Чтобы построить сечение куба этой плоскостью, необходимо найти точки пересечения плоскости x = a/2 с ребрами куба:
- Ребро AD: пересечение произойдет в точке (a/2, a, 0).
- Ребро A1D1: пересечение произойдет в точке (a/2, a, a).
- Ребро BC: пересечение произойдет в точке (a/2, 0, a).
- Ребро B1C1: пересечение произойдет в точке (a/2, 0, a).
Таким образом, точки сечения будут: (a/2, 0, 0), (a/2, 0, a), (a/2, a, 0) и (a/2, a, a).
- Построение сечения: Сечение куба данной плоскостью будет прямоугольником с вершинами в этих точках:
- (a/2, 0, 0): точка K (на ребре AB),
- (a/2, 0, a): точка на ребре BC,
- (a/2, a, 0): точка на ребре AD,
- (a/2, a, a): точка на ребре A1D1.
Все эти точки лежат в плоскости x = a/2, и соединяя их, мы получаем прямоугольник, который является искомым сечением куба.
Итак, сечение куба плоскостью, содержащей точку K и параллельной плоскости BB1D1, представляет собой прямоугольник.