В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 сторона AB основания равна 6, а боковое ребро AA1 = 3. На ребрах AB и B1C1 отмечены точки K и L соответственно, причём AK = B1L = 2. Точка M — середина ребра A1C1. Плоскость γ параллельна прямой AC и содержит точки K и L.
а) Докажите, что прямая BM перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите объём пирамиды, вершина которой — точка M, а основание — сечение данной призмы плоскостью γ.
а) Докажите, что прямая BM перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите объём пирамиды, вершина которой — точка M, а основание — сечение данной призмы плоскостью γ.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Так как плоскость γ параллельна прямой AC, она пересекает основание трапеции по прямым, параллельным AC. Пусть $K_1=BC\cap гамма$ $L_1=A_1B_1\cap гамма$ Прямые $KK_1$ $LL_1$ и AC параллельны. Сечением будет являться = бедренная трапеция $KK_1LL_1$
Рассмотрим сечение призмы плоскостью, проходящей через медиану $B_1M$ перпендикулярно основаниям трапеции. Оно будет являться прямоугольником $B_1MM_1B$ где $M_1$ — середина AC. Пусть это сечение пересекает плоскость γ по прямой ST, где S — середина $LL_1$ а T — середина $KK_1$ Точка O — точка пересечения прямых BM и ST. Заметим, что $BM=BM_1=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ как медианы = стороннего треугольника. Так как треугольники $BLL_1$ $BKK_1$ и ABC подобны, $B_1S=TM_1= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $SM=BR=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Пусть $T_1$ — проекция T на $B_1M$ а $S_1$ — проекция S на $BM_1$ отсюда очевидно, что O — середина BM и середина ST. Далее:
$BO= $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: BM_1 ^2 + MM_1 ^2}$ аргумента = $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: 27 + 9}$ аргумента =3$
[рис.]
$OT= $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: S_1T ^2 + SS_1 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3 + 9}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$BO ^2 + OT ^2 =3 + 9=12= ( 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2 =BR$
То есть для треугольника BOT выполнена теорема, обратная теореме Пифагора. Следовательно, прямая BM перпендикулярна прямой ST. Кроме этого, BM перпендикулярна прямой $A_1C_1$ следовательно, BM перпендикулярна плоскости γ, что и требовалось доказать.
б) Поскольку, из пункта а, прямая BM перпендикулярна плоскости γ, прямая $MO=3$ — высота пирамиды. Основанием является = бедренная трапеция $KK_1LL_1$ с высотой $ST=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ и основанием $KK_1=4$ и $LL_1=2$ отсюда:
$S_KK_1LL_1= $\frac{4 + 2}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$V= $\frac{1}{3}$ \cdot 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot 3=6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Рассмотрим сечение призмы плоскостью, проходящей через медиану $B_1M$ перпендикулярно основаниям трапеции. Оно будет являться прямоугольником $B_1MM_1B$ где $M_1$ — середина AC. Пусть это сечение пересекает плоскость γ по прямой ST, где S — середина $LL_1$ а T — середина $KK_1$ Точка O — точка пересечения прямых BM и ST. Заметим, что $BM=BM_1=3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ как медианы = стороннего треугольника. Так как треугольники $BLL_1$ $BKK_1$ и ABC подобны, $B_1S=TM_1= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $SM=BR=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Пусть $T_1$ — проекция T на $B_1M$ а $S_1$ — проекция S на $BM_1$ отсюда очевидно, что O — середина BM и середина ST. Далее:
$BO= $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: BM_1 ^2 + MM_1 ^2}$ аргумента = $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: 27 + 9}$ аргумента =3$
[рис.]
$OT= $\frac{1}{2}$ $\sqrt{аргумента: S_1T ^2 + SS_1 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3 + 9}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$BO ^2 + OT ^2 =3 + 9=12= ( 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2 =BR$
То есть для треугольника BOT выполнена теорема, обратная теореме Пифагора. Следовательно, прямая BM перпендикулярна прямой ST. Кроме этого, BM перпендикулярна прямой $A_1C_1$ следовательно, BM перпендикулярна плоскости γ, что и требовалось доказать.
б) Поскольку, из пункта а, прямая BM перпендикулярна плоскости γ, прямая $MO=3$ — высота пирамиды. Основанием является = бедренная трапеция $KK_1LL_1$ с высотой $ST=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ и основанием $KK_1=4$ и $LL_1=2$ отсюда:
$S_KK_1LL_1= $\frac{4 + 2}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$V= $\frac{1}{3}$ \cdot 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot 3=6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Правильный ответ:
$6 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69636 • Задание №16
В июле 2026 года планируется взять кредит на пять лет в размере 720 тыс. руб. Условия его возврата таковы:
— ...
ID 71932 • Задание №19
С натуральным числом (записываемым в десятичной системе) разрешено проделывать следующие операции:
А) приписа...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
🔗 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...