В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 длина бокового ребра AA1 равна 2. Шар с центром в точке О касается всех граней этой призмы. Точки M, N и K — середины ребер AB, A1B1 и CC1 соответственно, P — точка пересечения прямой NO с плоскостью основания АВС.
а) Докажите, что прямые РК и МО параллельны.
б) Найдите расстояние от точки О до плоскости АРК.
а) Докажите, что прямые РК и МО параллельны.
б) Найдите расстояние от точки О до плоскости АРК.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть L — точка пересечения прямой AP с ребром BC, O' — проекция точки O на плоскость основания ABC, AKL — сечение призмы. Заметим, что прямые MN, OO', и CC1 — параллельны. Кроме того, MN = CC1 = 2OO' = 2CK, следовательно, OO' = CK, MO' = O'P = PC. Таким образом, треугольники MOO' и PKC равны, значит, и углы O'MO и CPK. Cледовательно, прямые PK и MO, лежащие в плоскости CMN, — параллельны.
б) По п. а) прямые MO и PK параллельны, поэтому расстояния от точек O и M до плоскости APK равны. Расстояние от точки M до плоскости APK = HM — высоте пирамиды MAKP, проведенной из точки M. Вычислим объем этой пирамиды, приняв треугольник MPA в качестве основания, а за вершину точку K. Высотой является отрезок KC, равный 1. Радиус окружности, вписанной в треугольник ABC, равен радиусу шара, вписанного в призму, следовательно,
$MO'= O'P = PL= 1$
$MP = 2$
$ML = 3$
$AC= 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$AM= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$S_AMP= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$V_MAKP= $\frac{1}{3}$ S_AMP \cdot KC= \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
Вычислим стороны треугольника AKL:
$PK= $\sqrt{аргумента: PL ^2 + KL ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$AP= $\sqrt{аргумента: AM ^2 + MP ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента$
$AK= $\sqrt{аргумента: AC ^2 + KC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента$
Площадь треугольника AKL вычислим по формуле Герона, получим: $S_AKL= \frac{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{2}$ Тогда
$H_M= $\frac{3V_MAKP}{S_AKL}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 30}$ аргумента}{5}$
Ответ: б) $\frac{$\sqrt{аргумента: 30}$ аргумента}{5}$
б) По п. а) прямые MO и PK параллельны, поэтому расстояния от точек O и M до плоскости APK равны. Расстояние от точки M до плоскости APK = HM — высоте пирамиды MAKP, проведенной из точки M. Вычислим объем этой пирамиды, приняв треугольник MPA в качестве основания, а за вершину точку K. Высотой является отрезок KC, равный 1. Радиус окружности, вписанной в треугольник ABC, равен радиусу шара, вписанного в призму, следовательно,
$MO'= O'P = PL= 1$
$MP = 2$
$ML = 3$
$AC= 2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$AM= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$S_AMP= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$V_MAKP= $\frac{1}{3}$ S_AMP \cdot KC= \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
Вычислим стороны треугольника AKL:
$PK= $\sqrt{аргумента: PL ^2 + KL ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$
$AP= $\sqrt{аргумента: AM ^2 + MP ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 7}$ аргумента$
$AK= $\sqrt{аргумента: AC ^2 + KC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента$
Площадь треугольника AKL вычислим по формуле Герона, получим: $S_AKL= \frac{$\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{2}$ Тогда
$H_M= $\frac{3V_MAKP}{S_AKL}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 30}$ аргумента}{5}$
Ответ: б) $\frac{$\sqrt{аргумента: 30}$ аргумента}{5}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: корень из: начало аргумента: 30 конец аргумента , знаменатель: 5 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 66210 • Задание №8
а) Решите уравнение $левая круглая скобка 1 плюс тангенс в квадрате }x правая круглая скобка синус x минус та...
ID 68699 • Задание №15
Решите неравенство $дробь: числитель: 3, знаменатель: левая круглая скобка 2 в степени левая круглая скобка 2 ...
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...