Дан тетраэдр ABCD. На ребре AC выбрана точка K так, что $A K: K C=3:7$ Также на ребрах AD, BD и BC выбраны точки L, M и N соответственно так, что KLMN — квадрат со стороной 3.
а) Докажите, что ребра AB и CD взаимно перпендикулярны.
б) Найдите расстояние от точки B до плоскости KLMN, если объем тетраэдра ABCD равен 100.
а) Докажите, что ребра AB и CD взаимно перпендикулярны.
б) Найдите расстояние от точки B до плоскости KLMN, если объем тетраэдра ABCD равен 100.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Четырехугольник KLMN — квадрат, поэтому прямые KN и LM параллельны. Следовательно, прямая LM параллельна плоскости ABC. Значит, прямые LM и AB лежат в плоскости ADB и не имеют общих точек, тогда они параллельны. Таким образом, прямые KN, LM и AB параллельны. Аналогично, прямые KL, MN и CD параллельны. Прямые KL и LM взаимно перпендикулярны, поэтому прямые AB и CD взаимно перпендикулярны.
б) Расстояние от точки B до плоскости KLMN = высоте тетраэдра BKMN, проведенной из точки B. Основанием данного тетраэдра является прямоугольный треугольник KMN, площадь которого равна
$S_KMN= $\frac{1}{2}$ KN \cdot NM= \frac{9}{2}$
Следовательно,
$d ( B,KMN ) =h_b= \frac{3V_BKMN}{S_KMN}$
Пусть отрезок AH — высота тетраэдра ABCD, отрезок KH1 — высота тетраэдра KBNM. Выразим объём тетраэдра KBNM через объём тетраэдра ABCD:
$V_KBNM= $\frac{1}{3}$ \cdot KH_1 \cdot S_BMN= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{7}{} 10 AH \cdot $\frac{9}{100}$ S_BCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ V_ABCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ \cdot 100= \frac{63}{10}$ $V_KBNM= $\frac{1}{3}$ \cdot KH_1 \cdot S_BMN= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{7}{} 10 AH \cdot $\frac{9}{100}$ S_BCD=$
$= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ V_ABCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ \cdot 100= \frac{63}{10}$
Подставим найденные значения:
$d ( B,KMN ) = $\frac{3V_BKMN}{S_KMN}$ = \frac{3 \cdot $\frac{63}{10}$ ,}{$\frac{9}{2}$} = $\frac{42}{10}$ =4,2$
Ответ: б) 4,2.
б) Расстояние от точки B до плоскости KLMN = высоте тетраэдра BKMN, проведенной из точки B. Основанием данного тетраэдра является прямоугольный треугольник KMN, площадь которого равна
$S_KMN= $\frac{1}{2}$ KN \cdot NM= \frac{9}{2}$
Следовательно,
$d ( B,KMN ) =h_b= \frac{3V_BKMN}{S_KMN}$
Пусть отрезок AH — высота тетраэдра ABCD, отрезок KH1 — высота тетраэдра KBNM. Выразим объём тетраэдра KBNM через объём тетраэдра ABCD:
$V_KBNM= $\frac{1}{3}$ \cdot KH_1 \cdot S_BMN= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{7}{} 10 AH \cdot $\frac{9}{100}$ S_BCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ V_ABCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ \cdot 100= \frac{63}{10}$ $V_KBNM= $\frac{1}{3}$ \cdot KH_1 \cdot S_BMN= $\frac{1}{3}$ \cdot \frac{7}{} 10 AH \cdot $\frac{9}{100}$ S_BCD=$
$= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ V_ABCD= \frac{7}{} 10 \cdot $\frac{9}{100}$ \cdot 100= \frac{63}{10}$
Подставим найденные значения:
$d ( B,KMN ) = $\frac{3V_BKMN}{S_KMN}$ = \frac{3 \cdot $\frac{63}{10}$ ,}{$\frac{9}{2}$} = $\frac{42}{10}$ =4,2$
Ответ: б) 4,2.
Правильный ответ:
б) 4,2
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 69405 • Задание №15
Отрезок AD является биссектрисой прямоугольного треугольника ABC (угол С = 90°). Окружность радиуса $корень ...
ID 67141 • Задание №12
Найдите точку максимума функции $y= натуральный логарифм левая круглая скобка x плюс 5 правая круглая скобка в...
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...