В параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 точка M — середина стороны BC.
а) Докажите, что прямая A1C параллельна плоскости, проходящей через точки A, M и B1.
б) Найдите расстояние от прямой A1C до плоскости AMB1, если параллелепипед прямоугольный и AB = 5, AD = 4, AA1 = 2.
а) Докажите, что прямая A1C параллельна плоскости, проходящей через точки A, M и B1.
б) Найдите расстояние от прямой A1C до плоскости AMB1, если параллелепипед прямоугольный и AB = 5, AD = 4, AA1 = 2.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Проведём отрезок A1B — диагональ грани AA1B1B. Пусть N — точка пересечения диагоналей, тогда N — середина A1B. В треугольнике A1BC отрезок MN — средняя линия (лежит в плоскости AB1M), следовательно, прямые MN и A1C параллельны. Тогда прямая A1C параллельна плоскости AMB1.
б) Проведём через точку C прямую, параллельную B1M, а через точку A1 прямую, параллельную AB1. Так как $BM=MC$ а $BN=NA$ они пересекутся в одной точке на прямой BB1. Назовём эту точку B2 и заметим, что $BB_1=B_1B_2$ Точку пересечения прямой $A_1B_2$ с ребром AB назовём A2. Заметим, что плоскость A2B2C параллельна плоскости AB1M, и при этом плоскость A2B2C содержит прямую A1C. Расстояние от прямой A1C до плоскости AB1M = расстоянию между плоскостями A2B2C и AB1M и = разности между длинами высот подобных пирамид BA2B2C и BAB1M. Коэффициент подобия этих пирамид $k=2$ Значит, искомое расстояние = высоте пирамиды BAB1M. Вычислим объем пирамиды BAB1M:
$V_BAB_1M= $\frac{1}{3}$ \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot AB \cdot BM \cdot BB_1= $\frac{1}{6}$ \cdot 5 \cdot 2 \cdot 2= \frac{10}{3}$
Посчитаем объём другим способом. В треугольнике AB1M: $B_1M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ $AM=AB_1= $\sqrt{аргумента: 29}$ аргумента$ откуда
$S_AB_1M= $\frac{1}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 29 - 2}$ аргумента =3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Тогда
$h_AB_1M= $\frac{3V_BAB_1M}{S_AB_1M}$ = $\frac{3 \cdot \tfrac10}{3}$ 3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента = \frac{10 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{18} = \frac{5 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{9}$
Ответ: $\frac{5 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{9}$
б) Проведём через точку C прямую, параллельную B1M, а через точку A1 прямую, параллельную AB1. Так как $BM=MC$ а $BN=NA$ они пересекутся в одной точке на прямой BB1. Назовём эту точку B2 и заметим, что $BB_1=B_1B_2$ Точку пересечения прямой $A_1B_2$ с ребром AB назовём A2. Заметим, что плоскость A2B2C параллельна плоскости AB1M, и при этом плоскость A2B2C содержит прямую A1C. Расстояние от прямой A1C до плоскости AB1M = расстоянию между плоскостями A2B2C и AB1M и = разности между длинами высот подобных пирамид BA2B2C и BAB1M. Коэффициент подобия этих пирамид $k=2$ Значит, искомое расстояние = высоте пирамиды BAB1M. Вычислим объем пирамиды BAB1M:
$V_BAB_1M= $\frac{1}{3}$ \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot AB \cdot BM \cdot BB_1= $\frac{1}{6}$ \cdot 5 \cdot 2 \cdot 2= \frac{10}{3}$
Посчитаем объём другим способом. В треугольнике AB1M: $B_1M=2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ $AM=AB_1= $\sqrt{аргумента: 29}$ аргумента$ откуда
$S_AB_1M= $\frac{1}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 29 - 2}$ аргумента =3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Тогда
$h_AB_1M= $\frac{3V_BAB_1M}{S_AB_1M}$ = $\frac{3 \cdot \tfrac10}{3}$ 3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента = \frac{10 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{18} = \frac{5 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{9}$
Ответ: $\frac{5 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{9}$
Правильный ответ:
$дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 6 конец аргумента , знаменатель: 9 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68858 • Задание №15
Решите неравенство $дробь: числитель: логарифм по основанию левая круглая скобка 1 минус 2x правая круглая ско...
ID 66127 • Задание №8
а) Решите уравнение $корень из: начало аргумента: 10 минус 18 косинус x конец аргумента =6 косинус x минус 2$...
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...