Длина высоты правильной треугольной пирамиды SABC с вершиной S в $\frac{5}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$ раз больше длины стороны основания. Точка D — cередина апофемы SN, где N — середина АС.
а) Докажите, что угол между прямой BD и плоскостью $альфа$ проходящей через ребро SC и середину ребра АВ, равен 30°.
б) Найдите расстояние между BD и SC, если сторона основания равна 3.
а) Докажите, что угол между прямой BD и плоскостью $альфа$ проходящей через ребро SC и середину ребра АВ, равен 30°.
б) Найдите расстояние между BD и SC, если сторона основания равна 3.
💡 Пошаговый разбор и решение:
а) Пусть точка K — середина AB. Прямая CK содержит точку H — основание высоты пирамиды, следовательно, $SH принадлежит альфа$ и плоскость $альфа$ перпендикулярна ABC. Пусть M — точка пересечения $альфа$ и BD. Прямая BK перпендикулярна плоскости $альфа$ значит, искомый угол — угол BMK. Далее, $BH:HN=2:1$ а по теореме Менелая $\frac{SM}{MH} \cdot $\frac{2}{3}$ \cdot $\frac{1}{1}$ =1$ таким образом, $\frac{SM}{MH} = \frac{3}{2}$ Пусть $SH=5x$ $AB= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента x$ отсюда имеем: $MN=2x$ $BH= \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента x}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента x$ тогда $BM ^2 =2x ^2 + 4x ^2 =6x ^2$ Откуда $BM= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента x$ и $BK= \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента x}{2}$ Значит, $\sin BMK= $\frac{BK}{BM}$ = \frac{1}{2}$ то есть угол BMK равен 30°.
[рис.]
б) Пусть P — середина NC. Тогда прямая DP параллельна прямой SC, поскольку является средней линией треугольника NSC. Следовательно, прямая SC параллельна плоскости DPB. Значит, искомое расстояние между BD и SC = расстоянию от точки C до плоскости BDP, пусть оно = h. Известно, что $AB=3$ $SH= \frac{5 \cdot 3}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$ $\frac{1}{2} SH= \frac{5 \cdot 3}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$ Таким образом, объем пирамиды
$V_DPCB= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{5 \cdot 3}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot S_BCP= \frac{5}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot $\frac{1}{4}$ S_ABC= \frac{5}{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot \frac{3 ^2 \cdot $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{4} = \frac{45}{32 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
С другой стороны,
$V_DPCB= $\frac{1}{3}$ h \cdot S_BDP$ $HC=AB: $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
откуда $SC= \sqrt{аргумента: $\frac{25 \cdot 9}{6}$ + 3} аргумента = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ Имеем: $DP= \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4}$
$BP ^2 =BN ^2 + NP ^2 = $\frac{3}{4}$ \cdot 3 ^2 + ( $\frac{3}{4}$ ) ^2 = \frac{117}{16}$
откуда $BP= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4}$
$DB ^2 = ( $\frac{5}{6}$ BN ) ^2 + ( $\frac{1}{2}$ SH ) ^2 = $\frac{25}{36}$ \cdot $\frac{27}{4}$ + \frac{25 \cdot 9}{16}$
таким образом, $BD= \frac{15}{4}$
Теперь найдем площадь треугольника BDP. Найдем
[рис.]
$\cos P= $\frac{PD ^2 + BP ^2 - BD ^2}{2 \cdot PD \cdot BP}$ = \frac{$\frac{162}{16}$ + $\frac{117}{16}$ - $\frac{225}{16}$ ,}{2 \cdot \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4} \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4}} = \frac{54}{54 $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента}$
тогда $\sin P= \frac{5}{$\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента}$ следовательно,
$S_BDP= $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4} \cdot \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4} \cdot \frac{5}{$\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента} = \frac{135}{32}$
Откуда получаем $\frac{45}{32 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = $\frac{1}{3}$ \cdot h \cdot \frac{135}{32}$ и, значит, $h= \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
Ответ: б) $\frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
[рис.]
б) Пусть P — середина NC. Тогда прямая DP параллельна прямой SC, поскольку является средней линией треугольника NSC. Следовательно, прямая SC параллельна плоскости DPB. Значит, искомое расстояние между BD и SC = расстоянию от точки C до плоскости BDP, пусть оно = h. Известно, что $AB=3$ $SH= \frac{5 \cdot 3}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$ $\frac{1}{2} SH= \frac{5 \cdot 3}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$ Таким образом, объем пирамиды
$V_DPCB= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{5 \cdot 3}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot S_BCP= \frac{5}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot $\frac{1}{4}$ S_ABC= \frac{5}{8 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \cdot \frac{3 ^2 \cdot $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{4} = \frac{45}{32 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
С другой стороны,
$V_DPCB= $\frac{1}{3}$ h \cdot S_BDP$ $HC=AB: $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
откуда $SC= \sqrt{аргумента: $\frac{25 \cdot 9}{6}$ + 3} аргумента = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ Имеем: $DP= \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4}$
$BP ^2 =BN ^2 + NP ^2 = $\frac{3}{4}$ \cdot 3 ^2 + ( $\frac{3}{4}$ ) ^2 = \frac{117}{16}$
откуда $BP= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4}$
$DB ^2 = ( $\frac{5}{6}$ BN ) ^2 + ( $\frac{1}{2}$ SH ) ^2 = $\frac{25}{36}$ \cdot $\frac{27}{4}$ + \frac{25 \cdot 9}{16}$
таким образом, $BD= \frac{15}{4}$
Теперь найдем площадь треугольника BDP. Найдем
[рис.]
$\cos P= $\frac{PD ^2 + BP ^2 - BD ^2}{2 \cdot PD \cdot BP}$ = \frac{$\frac{162}{16}$ + $\frac{117}{16}$ - $\frac{225}{16}$ ,}{2 \cdot \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4} \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4}} = \frac{54}{54 $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента}$
тогда $\sin P= \frac{5}{$\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента}$ следовательно,
$S_BDP= $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{3 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}{4} \cdot \frac{9 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4} \cdot \frac{5}{$\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента} = \frac{135}{32}$
Откуда получаем $\frac{45}{32 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = $\frac{1}{3}$ \cdot h \cdot \frac{135}{32}$ и, значит, $h= \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
Ответ: б) $\frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 66193 • Задание №8
Дано уравнение $левая круглая скобка 1 минус косинус 2x правая круглая скобка умножить на левая круглая скобка...
ID 71979 • Задание №19
Про натуральное число Р известно, что сумма трех его наименьших натуральных делителей равна 8.
а). Найдите чис...
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...