В правильной четырехугольной пирамиде SABCD с вершиной S каждое ребро = $5 корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ Через середины сторон AD и DC и середину высоты пирамиды проведена плоскость α.
а) Докажите, что плоскость α параллельна ребру SD.
б) Найдите площадь сечения пирамиды плоскостью α.
а) Докажите, что плоскость α параллельна ребру SD.
б) Найдите площадь сечения пирамиды плоскостью α.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точки M и N — середины сторон AD и DC соответственно, точка O — центр основания, точка T — середина высоты пирамиды SO. Отрезок MN — средняя линия = бедренного прямоугольного треугольника ACD — пересекает его высоту, биссектрису и медиану DO в ее середине — точке E. Заметим, что отрезок MN лежит в плоскости α, следовательно, точка E и вместе с ней отрезок ET также лежит в плоскости α. Очевидно, что отрезок ET — средняя линия треугольника SOD, следовательно, прямые ET и SD параллельны, значит, плоскость α параллельна ребру SD.
б) Плоскость α пересекает основание ABCD по прямой MN, параллельной диагонали AC, поэтому плоскость α пересекает плоскость SAC по прямой, параллельной диагонали AC и проходящей через точку T, то есть по средней линии треугольника SAD.
Пусть точки R и P — середины ребер SA и SD соответственно, тогда RP — указанная выше прямая пересечения. Прямая ET лежит в плоскости SBD, пусть Q — точка ее пересечения с SB. Таким образом, сечением пирамиды плоскостью α является пятиугольник MNPQR.
Заметим, что по теореме о трех перпендикулярах отрезки TE и MN перпендикулярны, поскольку отрезок OD перпендикулярен диагонали AC, следовательно, четырехугольник MNPR — прямоугольник, а отрезок QT — высота треугольника PQR. Нетрудно заметить, что треугольники ABD, SAC и SBD — равные (по трем сторонам) прямоугольные = бедренные треугольники. Кроме того, треугольники SBD, SOD, OET и STQ подобны, а значит, все прямоугольные = бедренные.
Зная, что $AC= AD $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента =5 корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$ получаем:
$MN= PR =AO=CO=BO=DO= SO = $\frac{1}{2}$ AC= $\frac{5}{2}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$
$OE= ED=OT=TS= $\frac{1}{2}$ OD= $\frac{5}{4}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$
$ET=OE $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = $\frac{5}{2}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ $QT= \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} TS= $\frac{5}{4}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
Таким образом,
$S_MNPR=MN \cdot ET= \frac{25}{2}$ $S_PQR= $\frac{1}{2}$ PR \cdot QT= \frac{25}{8}$
откуда
$S_MNPQR=S_MNPR + S_PQR= \frac{125}{8}$
Ответ: б) $\frac{125}{8}$
б) Плоскость α пересекает основание ABCD по прямой MN, параллельной диагонали AC, поэтому плоскость α пересекает плоскость SAC по прямой, параллельной диагонали AC и проходящей через точку T, то есть по средней линии треугольника SAD.
Пусть точки R и P — середины ребер SA и SD соответственно, тогда RP — указанная выше прямая пересечения. Прямая ET лежит в плоскости SBD, пусть Q — точка ее пересечения с SB. Таким образом, сечением пирамиды плоскостью α является пятиугольник MNPQR.
Заметим, что по теореме о трех перпендикулярах отрезки TE и MN перпендикулярны, поскольку отрезок OD перпендикулярен диагонали AC, следовательно, четырехугольник MNPR — прямоугольник, а отрезок QT — высота треугольника PQR. Нетрудно заметить, что треугольники ABD, SAC и SBD — равные (по трем сторонам) прямоугольные = бедренные треугольники. Кроме того, треугольники SBD, SOD, OET и STQ подобны, а значит, все прямоугольные = бедренные.
Зная, что $AC= AD $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента =5 корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$ получаем:
$MN= PR =AO=CO=BO=DO= SO = $\frac{1}{2}$ AC= $\frac{5}{2}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$
$OE= ED=OT=TS= $\frac{1}{2}$ OD= $\frac{5}{4}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 8 конец аргумента$
$ET=OE $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента = $\frac{5}{2}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента$ $QT= \frac{1}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} TS= $\frac{5}{4}$ корень 4 степени из: начало аргумента: 2 конец аргумента$
Таким образом,
$S_MNPR=MN \cdot ET= \frac{25}{2}$ $S_PQR= $\frac{1}{2}$ PR \cdot QT= \frac{25}{8}$
откуда
$S_MNPQR=S_MNPR + S_PQR= \frac{125}{8}$
Ответ: б) $\frac{125}{8}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 125, знаменатель: 8 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67329 • Задание №12
Решите неравенство: $дробь: числитель: 3 в степени левая круглая скобка 2x правая круглая скобка минус 54 умно...
ID 66483 • Задание №10
Рабочие прокладывают тоннель длиной 500 метров, ежедневно увеличивая норму прокладки на одно и то же число мет...
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...