Основанием пирамиды FABCD является прямоугольник ABCD, а плоскость AFC перпендикулярна плоскости ABC, \text{tg} угла FAC равен $\frac{15}{7}$ \text{tg} угла между прямой BC и плоскостью AFC равен 2. Точка М лежит на ребре BC, $B M= \frac{6}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$ Точка L лежит на прямой AF и = удалена от точек M и С. Центр сферы Ω, описанной около пирамиды FABCD, лежит в плоскости основания пирамиды, радиус этой сферы равен 4.
а) Найдите объем пирамиды LAMC.
б) Найдите длину той части ребра LC, которая находится внутри сферы Ω.
а) Найдите объем пирамиды LAMC.
б) Найдите длину той части ребра LC, которая находится внутри сферы Ω.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть O — точка пересечения диагоналей основания ABCD, она же является центром сферы Ω. Следовательно,
$OA = OB = OC = OD = OF = 4$
Обозначим G — проекцию точки F на основание ABCD. Точка G лежит на диагонали AC, так как плоскости AFC и ABC перпендикулярны. Из точки B на диагональ AC опустим перпендикуляр BH, заметим, что BH перпендикулярен отрезку FG (как высоте пирамиды FABCD) и, следовательно, отрезок BH перпендикулярен плоскости AFC. Таким образом, CH — проекция BC на плоскость AFC, а потому $\text{tg} \angle BCH = 2$ $AB = 2 BC = 2 b$ при этом $AC = 2 OA = 8$ Находим:
$b ^2 + ( 2b ) ^2 =AC ^2 = сильно 5b ^2 =64 = сильно BC = b = \frac{8}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
$MC= \frac{2}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
Пусть точка P — проекция точки L на плоскость ABC, тогда она лежит на диагонали AC и = удалена от точек M и C. Таким образом, треугольник PMC = бедренный и подобен треугольнику OBC с коэффициентом $k = $\frac{MC}{BC}$ = \frac{1}{4}$ значит,
$MP=CP= $\frac{1}{4}$ OC=1$
$AP=AC - PC=7$
Находим:
$\frac{LP}{AP} = \text{tg} FAC$
тогда
$P = {AP \text{tg} FAC = 15$
$\frac{S_AMC}{S_ABC} = \frac{MC}{BC}$
тогда
$S_AMC= $\frac{1}{4}$ \cdot $\frac{1}{2}$ AB \cdot BC= \frac{16}{5}$
откуда получаем, что
$V_LAMC = $\frac{1}{3}$ S_AMC \cdot LP = 16$
б) Из точки A на ребро LC опустим перпендикуляр AK. Так как AC — диаметр сферы, то точка K (вершина прямого угла AKC) лежит на сфере. Следовательно, внутри сферы лежит отрезок CK. Таким образом, находим:
$LC = $\sqrt{аргумента: LP ^2 + CP ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента$
$S_LAC = $\frac{1}{2}$ LP \cdot AC = $\frac{1}{2}$ AK \cdot LC$
$AK = $\frac{L P \cdot AC}{LC}$ = \frac{120}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
$CK = $\sqrt{аргумента: AC ^2 - AK ^2}$ аргумента = \frac{8}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
Ответ: б) $\frac{8}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
$OA = OB = OC = OD = OF = 4$
Обозначим G — проекцию точки F на основание ABCD. Точка G лежит на диагонали AC, так как плоскости AFC и ABC перпендикулярны. Из точки B на диагональ AC опустим перпендикуляр BH, заметим, что BH перпендикулярен отрезку FG (как высоте пирамиды FABCD) и, следовательно, отрезок BH перпендикулярен плоскости AFC. Таким образом, CH — проекция BC на плоскость AFC, а потому $\text{tg} \angle BCH = 2$ $AB = 2 BC = 2 b$ при этом $AC = 2 OA = 8$ Находим:
$b ^2 + ( 2b ) ^2 =AC ^2 = сильно 5b ^2 =64 = сильно BC = b = \frac{8}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
$MC= \frac{2}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
Пусть точка P — проекция точки L на плоскость ABC, тогда она лежит на диагонали AC и = удалена от точек M и C. Таким образом, треугольник PMC = бедренный и подобен треугольнику OBC с коэффициентом $k = $\frac{MC}{BC}$ = \frac{1}{4}$ значит,
$MP=CP= $\frac{1}{4}$ OC=1$
$AP=AC - PC=7$
Находим:
$\frac{LP}{AP} = \text{tg} FAC$
тогда
$P = {AP \text{tg} FAC = 15$
$\frac{S_AMC}{S_ABC} = \frac{MC}{BC}$
тогда
$S_AMC= $\frac{1}{4}$ \cdot $\frac{1}{2}$ AB \cdot BC= \frac{16}{5}$
откуда получаем, что
$V_LAMC = $\frac{1}{3}$ S_AMC \cdot LP = 16$
б) Из точки A на ребро LC опустим перпендикуляр AK. Так как AC — диаметр сферы, то точка K (вершина прямого угла AKC) лежит на сфере. Следовательно, внутри сферы лежит отрезок CK. Таким образом, находим:
$LC = $\sqrt{аргумента: LP ^2 + CP ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента$
$S_LAC = $\frac{1}{2}$ LP \cdot AC = $\frac{1}{2}$ AK \cdot LC$
$AK = $\frac{L P \cdot AC}{LC}$ = \frac{120}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
$CK = $\sqrt{аргумента: AC ^2 - AK ^2}$ аргумента = \frac{8}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
Ответ: б) $\frac{8}{$\sqrt{аргумента: 226}$ аргумента}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 8, знаменатель: корень из: начало аргумента: 226 конец аргумента конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67334 • Задание №12
Решите неравенство: $дробь: числитель: 1, знаменатель: x конец дроби логарифм по основанию 7 левая круглая ско...
ID 65034 • Задание №4
В кармане у Миши было четыре конфеты — «Грильяж», «Белочка», «Коровка» и «Ласточка», а также ключи от квартир...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №10 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 66389
В 2008 году в городском квартале проживало $40 \thinspace 000$ человек. В 2009 году, в результа...
ID 66390
В понедельник акции компании подорожали на некоторое количество процентов, а во вторник подешев...
ID 66391
Четыре одинаковые рубашки дешевле куртки на 8%. На сколько процентов пять таких же рубашек доро...
ID 66392
Семья состоит из мужа, жены и их дочери студентки. Если бы зарплата мужа увеличилась вдвое, общ...
ID 66393
Цена холодильника в магазине ежегодно уменьшается на одно и то же число процентов от предыдущей...