В основании прямой призмы ABCA1B1C1 лежит прямоугольный треугольник ABC, у которого угол C равен 90°, угол A равен 30°, $AC=10 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Диагональ боковой грани B1C составляет угол 30° с плоскостью AA1B1.
а) CE — высота треугольника $ABC$ Докажите, что угол $B_1EC$ прямой.
б) Найдите высоту призмы.
а) CE — высота треугольника $ABC$ Докажите, что угол $B_1EC$ прямой.
б) Найдите высоту призмы.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Введём обозначения, как показано на рисунке. CE — перпендикуляр к плоскости $ABA_1$ поэтому, по определению, CE перпендикулярен всем прямым в этой плоскости, в том числе и прямой $B_1E$
б) По определению, угол между прямой и плоскостью — это угол между прямой и её проекцией на плоскость. $B_1E$ — проекция прямой $B_1C$ на плоскость $AA_1B_1$ следовательно, угол $CB_1E$ — угол между наклонной $CB_1$ и плоскостью $AA_1B_1$ значит, этот угол равен 30°. Из прямоугольного треугольника ABC:
$BC=AC \text{tg} \angle BAC=10 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} =10$
Углы BAC и BCE равны как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Из прямоугольного треугольника BEC находим:
$BE=BC \sin \angle BCE=10 \cdot $\frac{1}{2}$ =5,CE=BC \cos \angle BCE=10 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =5 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $BE=BC \sin \angle BCE=10 \cdot $\frac{1}{2}$ =5,CE=$
$=BC \cos \angle BCE=10 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =5 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Обозначим искомое расстояние $x$ Из прямоугольного треугольника $BB_1C$ по теореме Пифагора: $CB_1= $\sqrt{аргумента: x ^2 + 100}$ аргумента$ Из прямоугольного треугольника $BB_1E$ по теореме Пифагора: $B_1E= $\sqrt{аргумента: x ^2 + 25}$ аргумента$ Применим теорему \cos ов для треугольника $B_1CE$ : $EC ^2 =CB_1 ^2 + B_1E ^2 - 2 \cdot B_1E \cdot CB_1 \cos \angle CB_1E$ тогда
$75=x ^2 + 100 + x ^2 + 25 - 2 $\sqrt{аргумента: x ^2 + 100}$ аргумента $\sqrt{аргумента: x ^2 + 25}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} = сильно$
$ = сильно $\sqrt{аргумента: 3 ( x ^2 + 100 ) ( x ^2 + 25 )}$ аргумента =2x ^2 + 50 = сильно 3 ( x в степени 4 + 125x ^2 + 2500 ) =4x в степени 4 + 200x ^2 + 2500 = сильно$ $ = сильно $\sqrt{аргумента: 3 ( x ^2 + 100 ) ( x ^2 + 25 )}$ аргумента =2x ^2 + 50 = сильно$
$ = сильно 3 ( x в степени 4 + 125x ^2 + 2500 ) =4x в степени 4 + 200x ^2 + 2500 = сильно$
$ = сильно x в степени 4 - 175x ^2 - 5000=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка x ^2 =200, новая строка x ^2 = - 25 \end{array} \right. = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка x=10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , новая строка x= - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента . \end{array} \right.$
По смыслу задачи подходит только корень $10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: $10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Примечание.
Можно заметить, что треугольник B1EC прямоугольный: прямая CE перпендикулярна BЕ, BЕ — проекция наклонной B1Е, тогда по теореме о трёх перпендикулярах CE перпендикулярна наклонной B1Е. Далее: гипотенуза вдвое больше катета, лежащего напротив угла 30°: $B_1C=2CE=10 \sqrt{3}$ Искомую высоту призмы находим по гипотенузе и катету из прямоугольного треугольника B1ВC: $B_1B= $\sqrt{аргумента: B_1C ^2 - BC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 200}$ аргумента$
б) По определению, угол между прямой и плоскостью — это угол между прямой и её проекцией на плоскость. $B_1E$ — проекция прямой $B_1C$ на плоскость $AA_1B_1$ следовательно, угол $CB_1E$ — угол между наклонной $CB_1$ и плоскостью $AA_1B_1$ значит, этот угол равен 30°. Из прямоугольного треугольника ABC:
$BC=AC \text{tg} \angle BAC=10 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3} =10$
Углы BAC и BCE равны как углы с взаимно перпендикулярными сторонами. Из прямоугольного треугольника BEC находим:
$BE=BC \sin \angle BCE=10 \cdot $\frac{1}{2}$ =5,CE=BC \cos \angle BCE=10 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =5 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ $BE=BC \sin \angle BCE=10 \cdot $\frac{1}{2}$ =5,CE=$
$=BC \cos \angle BCE=10 \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =5 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Обозначим искомое расстояние $x$ Из прямоугольного треугольника $BB_1C$ по теореме Пифагора: $CB_1= $\sqrt{аргумента: x ^2 + 100}$ аргумента$ Из прямоугольного треугольника $BB_1E$ по теореме Пифагора: $B_1E= $\sqrt{аргумента: x ^2 + 25}$ аргумента$ Применим теорему \cos ов для треугольника $B_1CE$ : $EC ^2 =CB_1 ^2 + B_1E ^2 - 2 \cdot B_1E \cdot CB_1 \cos \angle CB_1E$ тогда
$75=x ^2 + 100 + x ^2 + 25 - 2 $\sqrt{аргумента: x ^2 + 100}$ аргумента $\sqrt{аргумента: x ^2 + 25}$ аргумента \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} = сильно$
$ = сильно $\sqrt{аргумента: 3 ( x ^2 + 100 ) ( x ^2 + 25 )}$ аргумента =2x ^2 + 50 = сильно 3 ( x в степени 4 + 125x ^2 + 2500 ) =4x в степени 4 + 200x ^2 + 2500 = сильно$ $ = сильно $\sqrt{аргумента: 3 ( x ^2 + 100 ) ( x ^2 + 25 )}$ аргумента =2x ^2 + 50 = сильно$
$ = сильно 3 ( x в степени 4 + 125x ^2 + 2500 ) =4x в степени 4 + 200x ^2 + 2500 = сильно$
$ = сильно x в степени 4 - 175x ^2 - 5000=0 = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка x ^2 =200, новая строка x ^2 = - 25 \end{array} \right. = сильно \left[ \begin{array}{l} новая строка x=10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента , новая строка x= - 10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента . \end{array} \right.$
По смыслу задачи подходит только корень $10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Ответ: $10 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
Примечание.
Можно заметить, что треугольник B1EC прямоугольный: прямая CE перпендикулярна BЕ, BЕ — проекция наклонной B1Е, тогда по теореме о трёх перпендикулярах CE перпендикулярна наклонной B1Е. Далее: гипотенуза вдвое больше катета, лежащего напротив угла 30°: $B_1C=2CE=10 \sqrt{3}$ Искомую высоту призмы находим по гипотенузе и катету из прямоугольного треугольника B1ВC: $B_1B= $\sqrt{аргумента: B_1C ^2 - BC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 200}$ аргумента$
Правильный ответ:
$10 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 66695 • Задание №10
В правильной четырехугольной пирамиде FABCD с основанием ABCD все ребра равны 5. Точки M, N лежат на ребрах BC...
ID 68198 • Задание №14
В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известны длины ребер: AB = 4, BC = 2, AA1 = 2. Точка M — с...
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...