В правильной четырехугольной пирамиде SABCD точка P — середина ребра SA, точка Q — середина ребра SC.
а) Докажите, что расстояние между прямыми BP и DQ не зависит от высоты пирамиды.
б) Найдите это расстояние, если площадь основания пирамиды равна 5.
а) Докажите, что расстояние между прямыми BP и DQ не зависит от высоты пирамиды.
б) Найдите это расстояние, если площадь основания пирамиды равна 5.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Введем координаты с началом в точке A и осями, направленными по ребрам AD, AB и перпендикуляру к плоскости основания. Обозначим высоту пирамиды за $2h$ а ребро основания за $4a$ Тогда точки будут иметь такие координаты:
$A ( 0;0;0 )$ $B ( 0;4a;0 )$ $D ( 4a;0;0 )$ $S ( 2a;2a;2h )$ $P ( a;a;h )$ $Q ( 3a;3a;h )$
Вектор DQ имеет координаты $\{ - a;3a;h \}$ Откладывая его от точки B, получим точку $( - a;7a;h )$ Проведем теперь плоскость $альфа$ через эту точку, а также точки B и P. Она будет параллельна прямой DQ и
$d ( DQ,PB ) =d ( D, альфа )$
Пусть уравнение этой плоскости имеет вид $Ax + By + Cz + D=0$ Подставляя туда координаты точек, получим:
$4aB + D=0$ $aA + aB + hC + D=0$ $ - aA + 7aB + hC + D=0$
Складывая последние два уравнения, получим $8aB + 2hC + 2D=0$ при этом из первого уравнения $4aB + D=0$ поэтому $2hC=0$ и $C=0$ Возьмем $B=1$ и $D= - 4a$ поэтому из второго уравнения $aA + a - 4a=0$ $A=3$ Итак, уравнение плоскости имеет вид $3x + y - 4a=0$
а) Имеем:
$d ( D, альфа ) = \frac{|3 \cdot 4a + 0 - 4a|}{$\sqrt{аргумента: 9 + 1 + 0}$ аргумента} = \frac{8a}{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}$
это выражение не зависит от h.
б) Если $a= $\frac{1}{4}$ $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$ то $\frac{8a}{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента} = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$
$A ( 0;0;0 )$ $B ( 0;4a;0 )$ $D ( 4a;0;0 )$ $S ( 2a;2a;2h )$ $P ( a;a;h )$ $Q ( 3a;3a;h )$
Вектор DQ имеет координаты $\{ - a;3a;h \}$ Откладывая его от точки B, получим точку $( - a;7a;h )$ Проведем теперь плоскость $альфа$ через эту точку, а также точки B и P. Она будет параллельна прямой DQ и
$d ( DQ,PB ) =d ( D, альфа )$
Пусть уравнение этой плоскости имеет вид $Ax + By + Cz + D=0$ Подставляя туда координаты точек, получим:
$4aB + D=0$ $aA + aB + hC + D=0$ $ - aA + 7aB + hC + D=0$
Складывая последние два уравнения, получим $8aB + 2hC + 2D=0$ при этом из первого уравнения $4aB + D=0$ поэтому $2hC=0$ и $C=0$ Возьмем $B=1$ и $D= - 4a$ поэтому из второго уравнения $aA + a - 4a=0$ $A=3$ Итак, уравнение плоскости имеет вид $3x + y - 4a=0$
а) Имеем:
$d ( D, альфа ) = \frac{|3 \cdot 4a + 0 - 4a|}{$\sqrt{аргумента: 9 + 1 + 0}$ аргумента} = \frac{8a}{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}$
это выражение не зависит от h.
б) Если $a= $\frac{1}{4}$ $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента$ то $\frac{8a}{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента} = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$
Правильный ответ:
б) $корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70633 • Задание №17
Найдите все значения параметра a, при которых система уравнений
$система выражений корень из: начало аргумент...
ID 70077 • Задание №17
Дана трапеция с диагоналями равными 8 и 15. Сумма оснований равна 17.
а) Докажите, что диагонали перпендикуля...
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...