Дана прямая призма ABCA1B1C1. ABC — = бедренный треугольник с основанием AB. На AB отмечена точка P такая, что AP : PB = 3 : 1. Точка Q делит пополам ребро B1C1. Точка M делит пополам ребро BC. Через точку M проведена плоскость α, перпендикулярная PQ.
а) Докажите, что прямая AB параллельна плоскости α.
б) Найдите отношение, в котором плоскость α делит отрезок PQ, если AA1 = 5, AB = 12 и $\cos \angle ABC= \frac{3}{5}$
а) Докажите, что прямая AB параллельна плоскости α.
б) Найдите отношение, в котором плоскость α делит отрезок PQ, если AA1 = 5, AB = 12 и $\cos \angle ABC= \frac{3}{5}$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Докажем, что прямые AB и PQ перпендикулярны, отсюда и будет следовать, что сторона AB параллельна плоскости α.
Проведём высоту CH треугольника ABC. Он = бедренный, поэтому H — середина AB. По теореме Фалеса для угла CBA перпендикуляр из точки M на прямую AB делит HB пополам, поэтому его основание и есть точка P. Осталось заметить, что отрезок QM перпендикулярен BC и, в силу того, что боковая грань призмы перпендикулярна основанию, плоскости ABC. Тогда по тереме о трёх перпендикулярах сторона AB перпендикулярна отрезку PQ. Таким образом, прямая AB параллельна плоскости α.
б) В треугольнике ABC имеем: cos $ABC = \frac{BH}{BC}$ откуда BC = 10, а также CH = 8 по теореме Пифагора, и MP = 4, как средняя линяя треугольника. Отсюда $QM = BB_1 = AA_1 = 5$
Пусть точка X — точка пересечения α и отрезка PQ. Тогда отрезок MX перпендикулярен отрезку PQ по определению перпендикулярности прямой и плоскости. Рассмотрим прямоугольный треугольник PQM: в нем отрезок MX — высота, проведенная к гипотенузе. Основание высоты делит гипотенузу в отношении квадратов катетов, откуда $PX:XQ = 16:25$
Ответ: б) 16 : 25.
Проведём высоту CH треугольника ABC. Он = бедренный, поэтому H — середина AB. По теореме Фалеса для угла CBA перпендикуляр из точки M на прямую AB делит HB пополам, поэтому его основание и есть точка P. Осталось заметить, что отрезок QM перпендикулярен BC и, в силу того, что боковая грань призмы перпендикулярна основанию, плоскости ABC. Тогда по тереме о трёх перпендикулярах сторона AB перпендикулярна отрезку PQ. Таким образом, прямая AB параллельна плоскости α.
б) В треугольнике ABC имеем: cos $ABC = \frac{BH}{BC}$ откуда BC = 10, а также CH = 8 по теореме Пифагора, и MP = 4, как средняя линяя треугольника. Отсюда $QM = BB_1 = AA_1 = 5$
Пусть точка X — точка пересечения α и отрезка PQ. Тогда отрезок MX перпендикулярен отрезку PQ по определению перпендикулярности прямой и плоскости. Рассмотрим прямоугольный треугольник PQM: в нем отрезок MX — высота, проведенная к гипотенузе. Основание высоты делит гипотенузу в отношении квадратов катетов, откуда $PX:XQ = 16:25$
Ответ: б) 16 : 25.
Правильный ответ:
б) 16 : 25
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71884 • Задание №19
В Мексике экологи добились принятия закона, по которому каждый автомобиль хотя бы один день в неделю не должен...
ID 70102 • Задание №17
В параллелограмме ABCD угол BAC вдвое больше угла CAD. Биссектриса угла BAC пересекает отрезок BC в точке L. Н...
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...