Основанием прямой призмы ABCDA1B1C1D1 является ромб ABCD. Плоскость α пересекает ребра DD1 и AA1 в точках М и K соответственно так, что DM : MD1 = 4 : 1, AK : KA1 = 2 : 3, а ребро АВ — в середине L.
а) Докажите, что плоскость α проходит через точку С.
б) Найдите расстояние от точки В до плоскости α, если сторона ромба равна $2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$ \text{tg} острого угла ромба равен $\frac{3}{4}$ а высота призмы равна 10.
а) Докажите, что плоскость α проходит через точку С.
б) Найдите расстояние от точки В до плоскости α, если сторона ромба равна $2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$ \text{tg} острого угла ромба равен $\frac{3}{4}$ а высота призмы равна 10.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Продлим прямую KM до пересечения с прямой AD в точке P. Отрезок AK — средняя линия треугольника PMD, поскольку $AK = $\frac{2}{5}$ AA_1 = $\frac{1}{2}$ DM$ Значит, PA = AD, а тогда по двум сторонам и углу между ними равны треугольники PAL и CBL. Следовательно, $\angle PLA = \angle CLB$ и точки P, L, C лежат на одной прямой. Тогда точки K, M, L и C лежат в одной плоскости — плоскости α.
б) Плоскость α делит ребро AB точкой пересечения пополам, поэтому точки A и B = удалены от плоскости α. Найдем объем пирамиды PAKL. Имеем:
$AK = $\frac{2}{5}$ AA_1 = 4$
$AP = AD = 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
$AL = $\frac{1}{2}$ AB = $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
$\sin \angle PAL = \ain \angle LAD = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: \ctg ^2 \angle LAD + 1}$ аргумента} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: ( \tfrac43 ) ^2 + 1}$ аргумента} = \frac{3}{5}$
Объем пирамиды равен
$V_PAKL = $\frac{1}{3}$ \cdot AK \cdot S_PAL = $\frac{1}{3}$ \cdot 4 \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cdot $\frac{8}{5}$ = 8$
Пусть расстояние от точки A до плоскости α = h. Тогда $V_PAKL = $\frac{1}{3}$ \cdot h \cdot S_PKL$ откуда $h = \frac{24}{S_PKL}$ Найдем стороны треугольника PKL: сторону PL по теореме \cos ов в треугольнике PAL, а стороны KL и PK по теореме Пифагора в треугольниках KLA и PKA соответственно. Получаем:
$KL ^2 = AK ^2 + AL ^2 = 26$
$PK ^2 = PA ^2 + AK ^2 = 56$
$PL = $\sqrt{аргумента: AP ^2 + AL ^2 - 2 \cdot AP \cdot AL \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 40 + 10 - 2 \cdot 2 \cdot 10 \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента$ $PL = $\sqrt{аргумента: AP ^2 + AL ^2 - 2 \cdot AP \cdot AL \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента =$
$= $\sqrt{аргумента: 40 + 10 - 2 \cdot 2 \cdot 10 \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента$
В зависимости от градусной меры угла PAL находим
$PL = \sqrt{аргумента: 50 - 40 \cdot $\frac{4}{5}$} аргумента = $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента$
или
$PL = \sqrt{аргумента: 50 + 40 \cdot $\frac{4}{5}$} аргумента = $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента$
[рис.]
Если $PL = $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента$ то по теореме \cos ов в треугольнике PLK
$\cos \angle PLK = \frac{18 + 26 - 56}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 56}$ аргумента} = - \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
Тогда $\sin \angle PLK = \sqrt{аргумента: $\frac{12}{13}$} аргумента$ и площадь треугольника PLK равна
$S_PLK = $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{12}{13}$} аргумента = 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
а искомое расстояние = $h = \frac{24}{6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
[рис.]
Если $PL = $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента$ то по теореме \cos ов в треугольнике PLK
$\cos \angle PLK = \frac{82 + 26 - 56}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 56}$ аргумента} = \sqrt{аргумента: $\frac{13}{41}$} аргумента$
Тогда $\sin \angle PLK = \sqrt{аргумента: $\frac{28}{41}$} аргумента$ и площадь треугольника PLK равна
$S_PLK = $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{28}{41}$} аргумента = 2 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента$
а искомое расстояние = $h = \frac{24}{2 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента} = \frac{12 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента}{91}$
Ответ: б) $\frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$ или $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента}{91}$
б) Плоскость α делит ребро AB точкой пересечения пополам, поэтому точки A и B = удалены от плоскости α. Найдем объем пирамиды PAKL. Имеем:
$AK = $\frac{2}{5}$ AA_1 = 4$
$AP = AD = 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
$AL = $\frac{1}{2}$ AB = $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
$\sin \angle PAL = \ain \angle LAD = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: \ctg ^2 \angle LAD + 1}$ аргумента} = \frac{1}{$\sqrt{аргумента: ( \tfrac43 ) ^2 + 1}$ аргумента} = \frac{3}{5}$
Объем пирамиды равен
$V_PAKL = $\frac{1}{3}$ \cdot AK \cdot S_PAL = $\frac{1}{3}$ \cdot 4 \cdot $\frac{1}{2}$ \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cdot $\frac{8}{5}$ = 8$
Пусть расстояние от точки A до плоскости α = h. Тогда $V_PAKL = $\frac{1}{3}$ \cdot h \cdot S_PKL$ откуда $h = \frac{24}{S_PKL}$ Найдем стороны треугольника PKL: сторону PL по теореме \cos ов в треугольнике PAL, а стороны KL и PK по теореме Пифагора в треугольниках KLA и PKA соответственно. Получаем:
$KL ^2 = AK ^2 + AL ^2 = 26$
$PK ^2 = PA ^2 + AK ^2 = 56$
$PL = $\sqrt{аргумента: AP ^2 + AL ^2 - 2 \cdot AP \cdot AL \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 40 + 10 - 2 \cdot 2 \cdot 10 \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента$ $PL = $\sqrt{аргумента: AP ^2 + AL ^2 - 2 \cdot AP \cdot AL \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента =$
$= $\sqrt{аргумента: 40 + 10 - 2 \cdot 2 \cdot 10 \cdot \cos \angle PAL}$ аргумента$
В зависимости от градусной меры угла PAL находим
$PL = \sqrt{аргумента: 50 - 40 \cdot $\frac{4}{5}$} аргумента = $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента$
или
$PL = \sqrt{аргумента: 50 + 40 \cdot $\frac{4}{5}$} аргумента = $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента$
[рис.]
Если $PL = $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента$ то по теореме \cos ов в треугольнике PLK
$\cos \angle PLK = \frac{18 + 26 - 56}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 56}$ аргумента} = - \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
Тогда $\sin \angle PLK = \sqrt{аргумента: $\frac{12}{13}$} аргумента$ и площадь треугольника PLK равна
$S_PLK = $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 18}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{12}{13}$} аргумента = 6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
а искомое расстояние = $h = \frac{24}{6 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = \frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$
[рис.]
Если $PL = $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента$ то по теореме \cos ов в треугольнике PLK
$\cos \angle PLK = \frac{82 + 26 - 56}{2 \cdot $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 56}$ аргумента} = \sqrt{аргумента: $\frac{13}{41}$} аргумента$
Тогда $\sin \angle PLK = \sqrt{аргумента: $\frac{28}{41}$} аргумента$ и площадь треугольника PLK равна
$S_PLK = $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: 82}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 26}$ аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{28}{41}$} аргумента = 2 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента$
а искомое расстояние = $h = \frac{24}{2 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента} = \frac{12 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента}{91}$
Ответ: б) $\frac{4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{3}$ или $\frac{12 $\sqrt{аргумента: 91}$ аргумента}{91}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 4 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 3 конец дроби$ или $дробь: числитель: 12 корень из: начало аргумента: 91 конец аргумента , знаменатель: 91 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71313 • Задание №18
Найдите все тройки натуральных чисел k, m и n, удовлетворяющие уравнению $2 умножить на k!=m! минус 2 умножить...
ID 67298 • Задание №12
Решите неравенство: $2 левая круглая скобка x минус 3 правая круглая скобка в квадрате плюс левая круглая скоб...
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...