Объем куба ABCDA1B1C1D1 с нижним основанием ABCD равен 27. Над плоскостью верхнего основания отмечена точка E такая, что $BE= $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента$ и $CE=5 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
а) Докажите, что плоскость ABB1 проходит через точку E.
б) Найдите расстояние от точки D1 до плоскости EBC, если объем EA1B1C1 в 2 раза меньше объема EBCC1.
а) Докажите, что плоскость ABB1 проходит через точку E.
б) Найдите расстояние от точки D1 до плоскости EBC, если объем EA1B1C1 в 2 раза меньше объема EBCC1.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Введем систему координат следующим образом: A — начало координат, AD совпадает с осью x, AB — совпадает с осью y, а AA1 — совпадает с осью z.
Объем куба — 27, следовательно, его ребро = 3, а координаты точек B(0,3,0), C(3,3,0).
Пусть координаты точки E(x0, y0, z0), тогда
$BE ^2 =x ^2 + ( y_0 - 3 ) ^2 + z_0 ^2 =41$
$CE ^2 =x ^2 + ( y_0 - 3 ) ^2 + z_0 ^2 =50$
Вычтем из второго уравнения первое, получим $ - 6x + 9=9$ откуда $x_0=0$ это значит, что точка E лежит в плоскости ABB1, уравнение которой $x = 0$ Что и требовалось доказать.
б) Заметим, что плоскость EBC параллельна оси х так как содержит прямую BC. Значит, расстояние от точки D1 до плоскости EBC = расстоянию до нее от точки A1 и = длине перпендикуляра опущенного из A1 на прямую EB. Заметим, что $S_A_1B_1C_1=S_BCC_1$ значит, высота EBCC1 в два раза больше высоты EA1B1C1. Каждая из них лежит в плоскости ABB1 (так как первая высота перпендикулярна BCC1, а вторая — A1B1C1). Тогда координаты точки E (0, 3 − 2h, 3 + h) или (0, 3 + 2h, 3 + h), где h — высота EA1B1C1.
Пусть E' — проекция точки E на BB1. Из треугольника BEE':
$( h + 3 ) ^2 + ( 2h ) ^2 =41 = сильно 5h ^2 + 6h - 32=0$
Таким образом, h = 2.
1. Пусть координаты точки E (0, 3 − 2h, 3 + h): E (0, −1, 5). Составим уравнение прямой BE в плоскости ABB1:
$a ( y + 1 ) + b ( z - 5 ) =0$
Этому уравнению удовлетворяет B (0, 3, 0), то есть $4a - 5b=0$ Возьмем $a=5, b=4$ откуда уравнение прямой
$5y + 4z - 15=0$
Тогда
$d ( A_1BE ) = \frac{|5 \cdot 0 + 4 \cdot 3 - 15|}{$\sqrt{аргумента: 5 ^2 + 4 ^2}$ аргумента} = \frac{3}{$\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента} = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
2. Пусть координаты точки E (0, 3 + 2h, 3 + h): E (0, 7, 5). Составим уравнение прямой BE в плоскости ABB1:
$a ( y - 7 ) + b ( z - 5 ) =0$
Этому уравнению удовлетворяет B (0, 3, 0), то есть $4a + 5b=0$ Возьмем $a=5, b= - 4$ откуда уравнение прямой
$5y - 4z - 15=0$
Тогда
$d ( A_1BE ) = \frac{|5 \cdot 0 - 4 \cdot 3 - 15|}{$\sqrt{аргумента: 5 ^2 + 4 ^2}$ аргумента} = \frac{27}{$\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента} = \frac{27 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
Ответ: б) $\frac{3 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41} ; \frac{27 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
Объем куба — 27, следовательно, его ребро = 3, а координаты точек B(0,3,0), C(3,3,0).
Пусть координаты точки E(x0, y0, z0), тогда
$BE ^2 =x ^2 + ( y_0 - 3 ) ^2 + z_0 ^2 =41$
$CE ^2 =x ^2 + ( y_0 - 3 ) ^2 + z_0 ^2 =50$
Вычтем из второго уравнения первое, получим $ - 6x + 9=9$ откуда $x_0=0$ это значит, что точка E лежит в плоскости ABB1, уравнение которой $x = 0$ Что и требовалось доказать.
б) Заметим, что плоскость EBC параллельна оси х так как содержит прямую BC. Значит, расстояние от точки D1 до плоскости EBC = расстоянию до нее от точки A1 и = длине перпендикуляра опущенного из A1 на прямую EB. Заметим, что $S_A_1B_1C_1=S_BCC_1$ значит, высота EBCC1 в два раза больше высоты EA1B1C1. Каждая из них лежит в плоскости ABB1 (так как первая высота перпендикулярна BCC1, а вторая — A1B1C1). Тогда координаты точки E (0, 3 − 2h, 3 + h) или (0, 3 + 2h, 3 + h), где h — высота EA1B1C1.
Пусть E' — проекция точки E на BB1. Из треугольника BEE':
$( h + 3 ) ^2 + ( 2h ) ^2 =41 = сильно 5h ^2 + 6h - 32=0$
Таким образом, h = 2.
1. Пусть координаты точки E (0, 3 − 2h, 3 + h): E (0, −1, 5). Составим уравнение прямой BE в плоскости ABB1:
$a ( y + 1 ) + b ( z - 5 ) =0$
Этому уравнению удовлетворяет B (0, 3, 0), то есть $4a - 5b=0$ Возьмем $a=5, b=4$ откуда уравнение прямой
$5y + 4z - 15=0$
Тогда
$d ( A_1BE ) = \frac{|5 \cdot 0 + 4 \cdot 3 - 15|}{$\sqrt{аргумента: 5 ^2 + 4 ^2}$ аргумента} = \frac{3}{$\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента} = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
2. Пусть координаты точки E (0, 3 + 2h, 3 + h): E (0, 7, 5). Составим уравнение прямой BE в плоскости ABB1:
$a ( y - 7 ) + b ( z - 5 ) =0$
Этому уравнению удовлетворяет B (0, 3, 0), то есть $4a + 5b=0$ Возьмем $a=5, b= - 4$ откуда уравнение прямой
$5y - 4z - 15=0$
Тогда
$d ( A_1BE ) = \frac{|5 \cdot 0 - 4 \cdot 3 - 15|}{$\sqrt{аргумента: 5 ^2 + 4 ^2}$ аргумента} = \frac{27}{$\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента} = \frac{27 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
Ответ: б) $\frac{3 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41} ; \frac{27 $\sqrt{аргумента: 41}$ аргумента}{41}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 3 корень из: начало аргумента: 41 конец аргумента , знаменатель: 41 конец дроби ; дробь: числитель: 27 корень из: начало аргумента: 41 конец аргумента , знаменатель: 41 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 68142 • Задание №14
В основании правильной треугольной призмы ABCA1B1C1 лежит треугольник со стороной 6. Высота призмы равна 4. ...
ID 65159 • Задание №4
[рис.] Найдите площадь четырехугольника, изображенного на клетчатой бумаге с размером клетки 1 см $\times$ 1 с...
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 распространяются и на случай использования координатного метода
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 распространяются и на случай использования координатного метода
🔗 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...