Дана правильная треугольная пирамида SABC в которой AB = 6, точка M лежит на ребре AB так, что AM = 5. Точка K делит сторону SB так, что SK : KB = 4 : 3. Ребро $SA=4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ Точки M и K принадлежат плоскости α, которая перпендикулярна плоскости ABC.
а) Докажите, что точка С принадлежит плоскости α.
б) Найдите площадь сечения α.
а) Докажите, что точка С принадлежит плоскости α.
б) Найдите площадь сечения α.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точка N — середина ребра АС, прямая BN пересекает плоскость α в точке H, a SO — высота пирамиды SABC. Поскольку пирамида SABC правильная, точка пересечения медиан треугольника АВС совпадает с точкой О. Значит, прямая SO лежит в плоскости SBN. Следовательно, плоскость SBN перпендикулярна плоскости АВС.
Получаем, что прямая КН, являющаяся прямой пересечения плоскостей SBN и α, перпендикулярна плоскости АВС и параллельна прямой SO. В треугольнике SOB имеем:
$BH= $\frac{KB}{SB}$ \cdot OB = $\frac{3}{7}$ \cdot $\frac{2}{3}$ BN = $\frac{2}{7}$ BN$
Рассмотрим треугольник АВС. Пусть L — такая точка на отрезке AM, что прямые LN и СМ параллельны, а H1, — точка пересечения прямых BN и СМ. Тогда отрезок LN — средняя линия треугольника ACM. Следовательно,
$AL=LM= $\frac{AM}{2}$ =2,5$
[рис.]
Получаем:
$BH_1= $\frac{BM}{BL}$ \cdot BN = $\frac{1}{1 + 2,5}$ BN = $\frac{2}{7}$ BN$
Таким образом, прямая СМ делит отрезок BN в таком же отношении, что и плоскость α, значит, плоскость α содержит точку С.
б) Из доказанного в пункте а следует, что искомое сечение — треугольник СКМ. В треугольнике SOB имеем:
$OB= $\frac{2}{3}$ BN= $\frac{2}{3}$ \cdot \frac{AB $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$SO= $\sqrt{аргумента: SB ^2 - OB ^2}$ аргумента =6$ [рис.]
$KH= $\frac{KB}{SB}$ \cdot SO = \frac{18}{7}$
По теореме \cos ов в треугольнике BCM имеем:
$CM= \sqrt{аргумента: BM ^2 + BC ^2 - 2BM \cdot BC \cdot \cos 60 ^{\circ}} аргумента = $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента$
Отрезок KH перпендикулярен плоскости ABC, а значит, и прямой CM. Следовательно, он является высотой треугольника CKM. Площадь треугольника CKM равна
$\frac{CM \cdot KH}{2} = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента}{7}$
Ответ: б) $\frac{9 $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента}{7}$
Получаем, что прямая КН, являющаяся прямой пересечения плоскостей SBN и α, перпендикулярна плоскости АВС и параллельна прямой SO. В треугольнике SOB имеем:
$BH= $\frac{KB}{SB}$ \cdot OB = $\frac{3}{7}$ \cdot $\frac{2}{3}$ BN = $\frac{2}{7}$ BN$
Рассмотрим треугольник АВС. Пусть L — такая точка на отрезке AM, что прямые LN и СМ параллельны, а H1, — точка пересечения прямых BN и СМ. Тогда отрезок LN — средняя линия треугольника ACM. Следовательно,
$AL=LM= $\frac{AM}{2}$ =2,5$
[рис.]
Получаем:
$BH_1= $\frac{BM}{BL}$ \cdot BN = $\frac{1}{1 + 2,5}$ BN = $\frac{2}{7}$ BN$
Таким образом, прямая СМ делит отрезок BN в таком же отношении, что и плоскость α, значит, плоскость α содержит точку С.
б) Из доказанного в пункте а следует, что искомое сечение — треугольник СКМ. В треугольнике SOB имеем:
$OB= $\frac{2}{3}$ BN= $\frac{2}{3}$ \cdot \frac{AB $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$SO= $\sqrt{аргумента: SB ^2 - OB ^2}$ аргумента =6$ [рис.]
$KH= $\frac{KB}{SB}$ \cdot SO = \frac{18}{7}$
По теореме \cos ов в треугольнике BCM имеем:
$CM= \sqrt{аргумента: BM ^2 + BC ^2 - 2BM \cdot BC \cdot \cos 60 ^{\circ}} аргумента = $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента$
Отрезок KH перпендикулярен плоскости ABC, а значит, и прямой CM. Следовательно, он является высотой треугольника CKM. Площадь треугольника CKM равна
$\frac{CM \cdot KH}{2} = \frac{9 $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента}{7}$
Ответ: б) $\frac{9 $\sqrt{аргумента: 31}$ аргумента}{7}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 9 корень из: начало аргумента: 31 конец аргумента , знаменатель: 7 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71584 • Задание №19
Пусть S(n) обозначает сумму цифр натурального числа n.
а) Существует ли такое число n, что $2 n плюс S левая ...
ID 65258 • Задание №5
Первый игральный кубик обычный, а на гранях второго кубика числа 1 и 2 встречаются по три раза. В остальном ку...
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...