Вариант 1
1. Пересечения прямой \(MN\) с плоскостями
На рисунке 1 точки взяты на рёбрах \(BB_1\) и \(CC_1\), поэтому прямая \(MN\) лежит в задней грани \(BB_1C_1C\).
- Продли \(MN\) до пересечения с прямой \(BC\). Полученная точка
\[ K=MN\cap(ABC). \] - Продли \(MN\) до пересечения с прямой \(B_1C_1\). Полученная точка
\[ L=MN\cap(A_1B_1C_1). \]
На рисунке, судя по расположению точек, \(K\) получается на продолжении \(BC\) за \(C\), а \(L\) — на продолжении \(B_1C_1\) за \(B_1\).
Почему так: грань \(BB_1C_1C\) пересекает нижнюю плоскость \(ABC\) по прямой \(BC\), а верхнюю плоскость \(A_1B_1C_1\) — по прямой \(B_1C_1\). Значит, пересечение \(MN\) с этими плоскостями ищется на этих прямых.
2. Рисунок 2
На рисунке отмечены \(A_1\), \(D_1\) и \(M\in DC\).
Построй точку
\[
T=AB\cap \ell,
\]
где \(\ell\) — прямая, проведённая через \(A_1\) параллельно \(D_1M\).
Можно и так: через \(M\) в нижней грани провести прямую, параллельную \(A_1D_1\), до пересечения с \(AB\).
Сечение — четырёхугольник
\[
\boxed{A_1D_1MT}.
\]
Соединяем:
- \(A_1D_1\) — ребро куба,
- \(D_1M\) — в правой грани,
- \(MT\) — в нижней грани,
- \(TA_1\) — в левой грани.
Параллельность \(MT\parallel A_1D_1\) следует из того, что секущая плоскость пересекает параллельные плоскости по параллельным прямым.
3. Рисунок 3
На рисунке отмечены \(P\in B_1C_1\), \(M\in AA_1\), \(N\in CC_1\).
Построение:
- В грани \(BB_1C_1C\) проведи \(PN\). Пусть
\[ X=PN\cap BB_1 \] на продолжении \(BB_1\). - В грани \(ABB_1A_1\) проведи \(MX\). Пусть
\[ Q=MX\cap A_1B_1. \] - Пусть
\[ Y=PN\cap BC \] на продолжении \(BC\). - Пусть
\[ Z=MX\cap AB \] на продолжении \(AB\). - В нижней плоскости проведи прямую \(YZ\). Пусть она пересекает \(AD\) в точке \(R\), а \(DC\) — в точке \(S\).
- Соедини последовательно: \[ M-Q-P-N-S-R-M. \]
Сечение — шестиугольник
\[
\boxed{MQPNSR}.
\]
Проверка: каждая сторона сечения лежит в соответствующей грани:
- \(MQ\) — в левой грани,
- \(QP\) — в верхней,
- \(PN\) — в задней,
- \(NS\) — в правой,
- \(SR\) — в нижней,
- \(RM\) — в передней.
Если на рисунке 2 в твоём варианте отмечена вершина \(A\), а не \(A_1\), то сечение будет проще — треугольник \(AD_1M\): нужно просто соединить эти три точки.