B правильной четырёхугольной призме ABCDA1B1C1D1 сторона AB основания равна 5, а боковое ребро AA1 = $\sqrt{аргумента: 5} аргумента$ На рёбрах BC и C1D1 отмечены точки K и L соответственно, причём BK = C1L = 2. Плоскость γ параллельна прямой BD и содержит точки K и L.
а) Докажите, что прямая A1C перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите объём пирамиды, вершина которой — точка A1, а основание сечение данной призмы плоскостью γ.
а) Докажите, что прямая A1C перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите объём пирамиды, вершина которой — точка A1, а основание сечение данной призмы плоскостью γ.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Проведём прямые через точки L и K параллельно прямой BD. Получим точку M на ребре B1C1 и точку N на ребре CD. = бедренная трапеция KNLM — сечение призмы плоскостью γ. Пусть прямая AC пересекает прямую NK в точке P, а прямая A1C1 пересекает прямую LM в точке Q. Тогда $PC = $\frac{3}{2}$ $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ $QC_1 = $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Пусть продолжение прямой PQ за точку Q пересекает продолжение прямой CC1 за точку C1 в точке T. Треугольник AA1C подобен треугольнику CPT, поскольку
$\frac{A_1A}{PC} = $\frac{AC}{TC}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{1,5 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{5 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
следовательно, $\angle AA_1C = \angle CPT$ и треугольники AA1C и HPC подобны, а значит, угол PHC — прямой. Прямые A1C и PT перпендикулярны, прямая A1C перпендикулярна прямой BD, следовательно, (по признаку перпендикулярности прямой и плоскости), прямая A1C перпендикулярна плоскости γ.
б) Пусть точка H — точка пересечения прямых A1C и PQ. Отрезок A1H — высота указанной пирамиды. Имеем
$PQ = $\frac{1}{3}$ PT = $\frac{1}{3}$ $\sqrt{аргумента: TC ^2 + PC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{11}{2}$} аргумента$
$A_1C = $\sqrt{аргумента: AA_1 ^2 + AC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента$
[рис.]
Из подобия треугольников AA1C и HPC получаем $HC = $\frac{AC \cdot PC}{A_1C}$ = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента}{11}$ Следовательно, $A_1H = A_1C - HC = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента}{11}$ Объём пирамиды A1KNLM равен
$\frac{1}{3} A_1H \cdot PQ \cdot $\frac{LM + NK}{2}$ = \frac{20 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3}$
Ответ: б) $\frac{20 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3}$
$\frac{A_1A}{PC} = $\frac{AC}{TC}$ = \frac{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{1,5 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} = \frac{5 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
следовательно, $\angle AA_1C = \angle CPT$ и треугольники AA1C и HPC подобны, а значит, угол PHC — прямой. Прямые A1C и PT перпендикулярны, прямая A1C перпендикулярна прямой BD, следовательно, (по признаку перпендикулярности прямой и плоскости), прямая A1C перпендикулярна плоскости γ.
б) Пусть точка H — точка пересечения прямых A1C и PQ. Отрезок A1H — высота указанной пирамиды. Имеем
$PQ = $\frac{1}{3}$ PT = $\frac{1}{3}$ $\sqrt{аргумента: TC ^2 + PC ^2}$ аргумента = \sqrt{аргумента: $\frac{11}{2}$} аргумента$
$A_1C = $\sqrt{аргумента: AA_1 ^2 + AC ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента$
[рис.]
Из подобия треугольников AA1C и HPC получаем $HC = $\frac{AC \cdot PC}{A_1C}$ = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента}{11}$ Следовательно, $A_1H = A_1C - HC = \frac{8 $\sqrt{аргумента: 55}$ аргумента}{11}$ Объём пирамиды A1KNLM равен
$\frac{1}{3} A_1H \cdot PQ \cdot $\frac{LM + NK}{2}$ = \frac{20 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3}$
Ответ: б) $\frac{20 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{3}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 20 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента , знаменатель: 3 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67234 • Задание №12
Решите неравенство $дробь: числитель: левая круглая скобка 3 в степени левая круглая скобка x правая круглая с...
ID 69674 • Задание №16
В 1-е классы поступает 45 человек: 20 мальчиков и 25 девочек. Их распределили по двум классам: в одном должно...
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...