Точки P и Q — середины рёбер AD и CC1 куба ABCDA1B1C1D1 соответственно.
а) Докажите, что прямая BQ перпендикулярна прямой B1P.
б) Пусть H — проекция точки Q на прямую B1P. Найдите PH, если AB = 12.
а) Докажите, что прямая BQ перпендикулярна прямой B1P.
б) Пусть H — проекция точки Q на прямую B1P. Найдите PH, если AB = 12.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть ребро куба = 4a. Отметим на ребре DD1 такую точку E, что $DE=a$ Прямая PE параллельна прямой BQ, следовательно, необходимо проверить, что $\angle EPB_1=90 ^{\circ}$
По теореме Пифагора вычислим длины сторон треугольника EPB1:
$PE ^2 =PD ^2 + DE ^2 =5a ^2$
$B_1E ^2 =B_1D_1 ^2 + D_1E ^2 =32a ^2 + 9a ^2 =41a ^2$
$B_1P ^2 =B_1B ^2 + BA ^2 + AP ^2 =16a ^2 + 16a ^2 + 4a ^2 =36a ^2$ $B_1P=6a$
Поскольку
$5a ^2 + 36a ^2 =41a ^2 =B_1E ^2 =PE ^2 + B_1P ^2$
по теореме, обратной теореме Пифагора, получаем, что $\angle EPB_1=90 ^{\circ}$ то есть прямая BQ перпендикулярна прямой B1P.
б) Поскольку прямая BQ перпендикулярна прямой B1P, проекции точек B и Q на прямую B1P совпадают. В прямоугольном треугольнике BB1P имеем
$\cos \angle HPB= $\frac{HP}{PB}$ = \frac{PB}{PB_1}$
откуда
$PH= $\frac{PB ^2}{PB_1}$ = $\frac{6 ^2 + 12 ^2}{18}$ =10$
Ответ: б) 10.
По теореме Пифагора вычислим длины сторон треугольника EPB1:
$PE ^2 =PD ^2 + DE ^2 =5a ^2$
$B_1E ^2 =B_1D_1 ^2 + D_1E ^2 =32a ^2 + 9a ^2 =41a ^2$
$B_1P ^2 =B_1B ^2 + BA ^2 + AP ^2 =16a ^2 + 16a ^2 + 4a ^2 =36a ^2$ $B_1P=6a$
Поскольку
$5a ^2 + 36a ^2 =41a ^2 =B_1E ^2 =PE ^2 + B_1P ^2$
по теореме, обратной теореме Пифагора, получаем, что $\angle EPB_1=90 ^{\circ}$ то есть прямая BQ перпендикулярна прямой B1P.
б) Поскольку прямая BQ перпендикулярна прямой B1P, проекции точек B и Q на прямую B1P совпадают. В прямоугольном треугольнике BB1P имеем
$\cos \angle HPB= $\frac{HP}{PB}$ = \frac{PB}{PB_1}$
откуда
$PH= $\frac{PB ^2}{PB_1}$ = $\frac{6 ^2 + 12 ^2}{18}$ =10$
Ответ: б) 10.
Правильный ответ:
б) 10
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 70359 • Задание №17
Окружность с центром в точке О, вписанная в равнобедренную трапецию ABCD с основаниями $BC меньше AD$ касается...
ID 71647 • Задание №19
На доске разрешается в одну строку так написать $n больше или равно 3$ различных натуральных чисел $a_1, a_2, ...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Имеется верное доказательство утверждения пункта a) 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 a) 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...