В правильной четырехугольной пирамиде SАВСD сторона основания АВ равна 16, а высота равна 4. На ребрах АВ, CD и AS отмечены точки M, N и К соответственно, причем AM = DN = 4 и АK = 3.
а) Докажите, что плоскости MNK и SBC параллельны.
б) Найдите расстояние от точки К до плоскости SBC.
а) Докажите, что плоскости MNK и SBC параллельны.
б) Найдите расстояние от точки К до плоскости SBC.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Отрезки AM и DN равны 4, поэтому прямые MN, AD и BC параллельны. Следовательно, плоскость сечения пересекает грань SAD по прямой KL, которая параллельна прямым AD и BC (точка K принадлежит прямой SD). Найдем боковое ребро пирамиды. Пусть O — центр основания пирамиды, тогда
$AO= $\frac{1}{2}$ AC= $\frac{1}{2}$ \cdot 16 $\sqrt{2}$ =8 \sqrt{2}$
$AS= $\sqrt{аргумента: AO ^2 + SO ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: ( 8 $\sqrt{2}$ ) ^2 + 4 ^2} аргумента =12$
Таким образом,
$\frac{AS}{AK} = $\frac{12}{3}$ = $\frac{4}{1}$ = $\frac{16}{4}$ = \frac{AB}{AM}$
Следовательно, треугольник AMK подобен треугольнику ASB, прямые MK и SB параллельны, откуда, учитывая, что прямые MN и BC параллельны, получаем, что плоскости MNK и SBC параллельны.
б) Заметим, что прямая KL параллельна плоскости SBC, поэтому расстояние от точки K до плоскости SBC = расстоянию от любой точки этой прямой до плоскости SBC. Пусть R и Q — середины ребер BC и AD соответственно. Построим сечение пирамиды, проходящее через точки S, R и Q. Сечение содержит высоту пирамиды SO и T — середину прямой KL. Прямая BC перпендикулярна плоскости SQR. Опустим перпендикуляр QQ' на прямую SR, тогда прямая QQ' будет перпендикулярна плоскости SBC. Аналогично опустим перпендикуляр TT' из точки T. Его длина является расстоянием от точки T до плоскости SBC, то есть искомым расстоянием. Найдем его:
$SR= $\sqrt{аргумента: SO ^2 + OR ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 ^2 + 8 ^2}$ аргумента =4 \sqrt{5}$
$QQ' \cdot SR=SO \cdot RQ = сильно QQ'= $\frac{SO \cdot RQ}{SR}$ = \frac{4 \cdot 16}{4 $\sqrt{5}$} = \frac{16 $\sqrt{5}$}{5}$
Треугольники SQQ' и STT' подобны, поэтому $\frac{TT'}{QQ'} = $\frac{ST}{SQ}$ = \frac{SK}{SA}$ откуда
$TT'= $\frac{SK}{SA}$ \cdot QQ'= $\frac{9}{12}$ \cdot \frac{16 $\sqrt{5}$}{5} = \frac{12 $\sqrt{5}$}{5}$
Ответ: б) $\frac{12 $\sqrt{5}$}{5}$
$AO= $\frac{1}{2}$ AC= $\frac{1}{2}$ \cdot 16 $\sqrt{2}$ =8 \sqrt{2}$
$AS= $\sqrt{аргумента: AO ^2 + SO ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: ( 8 $\sqrt{2}$ ) ^2 + 4 ^2} аргумента =12$
Таким образом,
$\frac{AS}{AK} = $\frac{12}{3}$ = $\frac{4}{1}$ = $\frac{16}{4}$ = \frac{AB}{AM}$
Следовательно, треугольник AMK подобен треугольнику ASB, прямые MK и SB параллельны, откуда, учитывая, что прямые MN и BC параллельны, получаем, что плоскости MNK и SBC параллельны.
б) Заметим, что прямая KL параллельна плоскости SBC, поэтому расстояние от точки K до плоскости SBC = расстоянию от любой точки этой прямой до плоскости SBC. Пусть R и Q — середины ребер BC и AD соответственно. Построим сечение пирамиды, проходящее через точки S, R и Q. Сечение содержит высоту пирамиды SO и T — середину прямой KL. Прямая BC перпендикулярна плоскости SQR. Опустим перпендикуляр QQ' на прямую SR, тогда прямая QQ' будет перпендикулярна плоскости SBC. Аналогично опустим перпендикуляр TT' из точки T. Его длина является расстоянием от точки T до плоскости SBC, то есть искомым расстоянием. Найдем его:
$SR= $\sqrt{аргумента: SO ^2 + OR ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 4 ^2 + 8 ^2}$ аргумента =4 \sqrt{5}$
$QQ' \cdot SR=SO \cdot RQ = сильно QQ'= $\frac{SO \cdot RQ}{SR}$ = \frac{4 \cdot 16}{4 $\sqrt{5}$} = \frac{16 $\sqrt{5}$}{5}$
Треугольники SQQ' и STT' подобны, поэтому $\frac{TT'}{QQ'} = $\frac{ST}{SQ}$ = \frac{SK}{SA}$ откуда
$TT'= $\frac{SK}{SA}$ \cdot QQ'= $\frac{9}{12}$ \cdot \frac{16 $\sqrt{5}$}{5} = \frac{12 $\sqrt{5}$}{5}$
Ответ: б) $\frac{12 $\sqrt{5}$}{5}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 12 корень из 5 , знаменатель: 5 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65714 • Задание №7
Найдите значение выражения $левая круглая скобка 49 в степени 6 правая круглая скобка в кубе : левая круглая с...
ID 71490 • Задание №19
Натуральные числа от 1 до n в порядке возрастания записаны в строчку. Под ними записаны те же числа в другом п...
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...