Дан цилиндр с центрами нижнего и верхнего оснований O1 и O2 соответственно. Объём цилиндра, равен $\pi $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ На окружности нижнего основания выбраны точки А и В, а на боковой поверхности выбрана, точка С, = удалённая от оснований.
а) Докажите, что объём тетраэдра O1ABC не превосходит $\frac{1}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$
б) Найдите расстояние между прямыми AO1 и CO2, если отрезки BO2 и CO1 пересекаются, $\angle A O_1 B = 120 в степени ( \circ )$ и $\angle O_2 C A = 90 в степени ( \circ )$
а) Докажите, что объём тетраэдра O1ABC не превосходит $\frac{1}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$
б) Найдите расстояние между прямыми AO1 и CO2, если отрезки BO2 и CO1 пересекаются, $\angle A O_1 B = 120 в степени ( \circ )$ и $\angle O_2 C A = 90 в степени ( \circ )$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть высота цилиндра равна H, а радиус основания R. Тогда его объем $V= \pi R ^2 H= \pi $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ следовательно, $R ^2 H= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ Заметим, что, так как точка C = удалена от оснований цилиндра, то высота тетраэдра O1ABC равна $\frac{H}{2}$ При этом площадь основания
$S_AO_1B= $\frac{1}{2}$ R ^2 \sin \angle AO_1B меньше или = $\frac{1}{2}$ R ^2$
следовательно,
$V_O_1ABC= $\frac{1}{3}$ S_AO_1B $\frac{H}{2}$ меньше или = $\frac{1}{12}$ R ^2 H= \frac{1}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$
б) Расстояние между скрещивающимися прямыми = расстоянию от одной из них до плоскости проходящей параллельно ей через вторую прямую. Пусть точки A2 и B2 лежат на окружности верхнего основания так что AA2 и BB2 — образующие цилиндра. Тогда прямые AO1 и A2O2 — параллельны, следовательно, искомое расстояние = расстоянию от прямой AO1 до плоскости CA2O2. Например, HO1 — длине высоты пирамиды O1CA2O2 опущенной из вершины O1 на плоскость CA2O2. Из треугольника AO1B и прямоугольных треугольников ABC, BCO1 и AСO2 находим: $AB= A_2B_2=R $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$AC=A_2C= $\sqrt{аргумента: AB ^2 + BC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: 3R ^2 + $\frac{H ^2}{4}$} аргумента$
$O_1C=O_2C= $\sqrt{аргумента: O_1B ^2 + BC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: R ^2 + $\frac{H ^2}{4}$} аргумента$
$AO_2= $\sqrt{аргумента: AC ^2 + O_2C ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: 4R ^2 + $\frac{H ^2}{2}$} аргумента$
С другой стороны, из прямоугольного треугольника AO1O2 получаем:
$AO_2= $\sqrt{аргумента: AO ^2 + O_1O_2 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: R ^2 + H ^2}$ аргумента$
Таким образом,
$4R ^2 + $\frac{H ^2}{2}$ =R ^2 + H ^2 = сильно 3R ^2 = $\frac{H ^2}{2}$ = сильно H=R $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
следовательно, учитывая п. а) $R ^2 H=R ^2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ то есть R = 1, $H= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Вычислим объем пирамиды O1CA2O2, считая треугольник O1O2A2 основанием. Прямые BB1 и O1O2 параллельны и перпендикулярны основанию, высота hC, опущенная из вершины С, равна высоте треугольника AO1B1, опущенной из вершины B. Таким образом,
$h_C=BO_1 \sin ( 180 ^{\circ} - \angle AO_1B ) = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_O_1O_2A_2= $\frac{1}{2}$ HR= \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2}$
$V_O_1CA_2O_2= $\frac{1}{3}$ S_O_1O_2A_2h_C= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4}$
Подставляя значения R и H, получаем $O_2C= \frac{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{2}$ $A_2C= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ При помощи формулы Герона вычислим площадь треугольника CA2O2: $S_CA_2O_2= \frac{3}{4}$ Тогда
$H_O_1= $\frac{3V_O_1CA_2O2}{S_CA_2O_2}$ = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$
$S_AO_1B= $\frac{1}{2}$ R ^2 \sin \angle AO_1B меньше или = $\frac{1}{2}$ R ^2$
следовательно,
$V_O_1ABC= $\frac{1}{3}$ S_AO_1B $\frac{H}{2}$ меньше или = $\frac{1}{12}$ R ^2 H= \frac{1}{2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}$
б) Расстояние между скрещивающимися прямыми = расстоянию от одной из них до плоскости проходящей параллельно ей через вторую прямую. Пусть точки A2 и B2 лежат на окружности верхнего основания так что AA2 и BB2 — образующие цилиндра. Тогда прямые AO1 и A2O2 — параллельны, следовательно, искомое расстояние = расстоянию от прямой AO1 до плоскости CA2O2. Например, HO1 — длине высоты пирамиды O1CA2O2 опущенной из вершины O1 на плоскость CA2O2. Из треугольника AO1B и прямоугольных треугольников ABC, BCO1 и AСO2 находим: $AB= A_2B_2=R $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$AC=A_2C= $\sqrt{аргумента: AB ^2 + BC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: 3R ^2 + $\frac{H ^2}{4}$} аргумента$
$O_1C=O_2C= $\sqrt{аргумента: O_1B ^2 + BC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: R ^2 + $\frac{H ^2}{4}$} аргумента$
$AO_2= $\sqrt{аргумента: AC ^2 + O_2C ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: 4R ^2 + $\frac{H ^2}{2}$} аргумента$
С другой стороны, из прямоугольного треугольника AO1O2 получаем:
$AO_2= $\sqrt{аргумента: AO ^2 + O_1O_2 ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: R ^2 + H ^2}$ аргумента$
Таким образом,
$4R ^2 + $\frac{H ^2}{2}$ =R ^2 + H ^2 = сильно 3R ^2 = $\frac{H ^2}{2}$ = сильно H=R $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
следовательно, учитывая п. а) $R ^2 H=R ^2 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$ то есть R = 1, $H= $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
Вычислим объем пирамиды O1CA2O2, считая треугольник O1O2A2 основанием. Прямые BB1 и O1O2 параллельны и перпендикулярны основанию, высота hC, опущенная из вершины С, равна высоте треугольника AO1B1, опущенной из вершины B. Таким образом,
$h_C=BO_1 \sin ( 180 ^{\circ} - \angle AO_1B ) = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2}$
$S_O_1O_2A_2= $\frac{1}{2}$ HR= \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2}$
$V_O_1CA_2O_2= $\frac{1}{3}$ S_O_1O_2A_2h_C= \frac{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{4}$
Подставляя значения R и H, получаем $O_2C= \frac{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{2}$ $A_2C= \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2}$ При помощи формулы Герона вычислим площадь треугольника CA2O2: $S_CA_2O_2= \frac{3}{4}$ Тогда
$H_O_1= $\frac{3V_O_1CA_2O2}{S_CA_2O_2}$ = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: б) $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$
Правильный ответ:
б) $корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70956 • Задание №18
Найдите все значения a, при каждом из которых система уравнений
$система выражений y = \abs x минус a минус 4...
ID 65602 • Задание №6
[рис.] В треугольнике ABC угол C равен 90°, $тангенс A = 2$ Найдите тангенс внешнего угла при вершине $B$...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3
Получен обоснованный ответ в пункте б)
ИЛИ
имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а),
ИЛИ
при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки,
ИЛИ
обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919
Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°.
а) Д...
ID 67920
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота...
ID 67921
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1.
а) Докажите, что расстояние между...
ID 67922
Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ...
ID 67923
Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...