В правильной треугольной пирамиде SABC сторона основания AB равна 6, а боковое ребро SA = 7. На рёбрах AB и SC отмечены точки К и М соответственно, причём AK : KB = SM : MC = 1 : 5. Плоскость α содержит прямую КМ и параллельна прямой BC.
а) Докажите, что плоскость α параллельна прямой SA.
б) Найдите угол между плоскостями α и SBC.
а) Докажите, что плоскость α параллельна прямой SA.
б) Найдите угол между плоскостями α и SBC.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Через точки K и M в плоскостях ABC и SBC проведем прямые KL и MN, соответственно, параллельные прямой BC, K и N — точки пересечения этих прямых с ребрами AB и SB, соответственно. Указанные прямые лежат в плоскости α, и четырехугольник KLMN — сечение пирамиды этой плоскостью. Так как отрезок KL параллелен стороне BC, то по теореме Фалеса
$AL : LC = AK : KB = SM : MC$
следовательно, по теореме, обратной теореме Фалеса, отрезки ML и SA параллельны. Таким образом, плоскость α параллельна стороне SA.
б) Пусть плоскости SBC и α пересекаются по прямой MN. Обозначим T — середину стороны BC, P — точку пересечения отрезков AT и KL, Q — точку пересечения отрезков ST и MN. Заметим, что прямые ST и AT перпендикулярны прямой BC как медианы = бедренных треугольников. Следовательно, отрезок PQ перпендикулярен стороне BC по теореме о трех перпендикулярах. Таким образом, отрезок QT перпендикулярен отрезку MN. Отрезок PQ перпендикулярен отрезку MN, так как отрезок MN параллелен стороне BC. Следовательно, угол между плоскостями α и SBC равен углу PQT.
Заметим, что прямая PQ лежит в плоскости SAT и, следовательно, параллельна прямой SA, а потому $\angle PQT = \angle AST$ Тогда:
$AT = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} BC = 3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$ST = $\sqrt{аргумента: SB ^2 - BT ^2}$ аргумента = 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
Запишем теорему \cos ов для треугольника SAT:
$AT ^2 = SA ^2 + ST ^2 - 2 \cdot SA \cdot ST \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно 27 = 49 + 40 - 2 \cdot 7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cos \angle AST = сильно \cos \angle AST = \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$ $AT ^2 = SA ^2 + ST ^2 - 2 \cdot SA \cdot ST \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно 27 = 49 + 40 - 2 \cdot 7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно \cos \angle AST = \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
Таким образом, угол между плоскостями α и SAB равен $\arccos \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
Ответ: б) $\arccos \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
$AL : LC = AK : KB = SM : MC$
следовательно, по теореме, обратной теореме Фалеса, отрезки ML и SA параллельны. Таким образом, плоскость α параллельна стороне SA.
б) Пусть плоскости SBC и α пересекаются по прямой MN. Обозначим T — середину стороны BC, P — точку пересечения отрезков AT и KL, Q — точку пересечения отрезков ST и MN. Заметим, что прямые ST и AT перпендикулярны прямой BC как медианы = бедренных треугольников. Следовательно, отрезок PQ перпендикулярен стороне BC по теореме о трех перпендикулярах. Таким образом, отрезок QT перпендикулярен отрезку MN. Отрезок PQ перпендикулярен отрезку MN, так как отрезок MN параллелен стороне BC. Следовательно, угол между плоскостями α и SBC равен углу PQT.
Заметим, что прямая PQ лежит в плоскости SAT и, следовательно, параллельна прямой SA, а потому $\angle PQT = \angle AST$ Тогда:
$AT = \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} BC = 3 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$ST = $\sqrt{аргумента: SB ^2 - BT ^2}$ аргумента = 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента$
Запишем теорему \cos ов для треугольника SAT:
$AT ^2 = SA ^2 + ST ^2 - 2 \cdot SA \cdot ST \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно 27 = 49 + 40 - 2 \cdot 7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cos \angle AST = сильно \cos \angle AST = \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$ $AT ^2 = SA ^2 + ST ^2 - 2 \cdot SA \cdot ST \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно 27 = 49 + 40 - 2 \cdot 7 \cdot 2 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента \cos \angle AST = сильно$
$ = сильно \cos \angle AST = \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
Таким образом, угол между плоскостями α и SAB равен $\arccos \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
Ответ: б) $\arccos \frac{31 $\sqrt{аргумента: 10}$ аргумента}{140}$
Правильный ответ:
б) $арккосинус дробь: числитель: 31 корень из: начало аргумента: 10 конец аргумента , знаменатель: 140 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65566 • Задание №6
[рис.] В треугольнике ABC АС = ВС, высота CH равна 4, АВ = 16. Найдите $тангенс A$...
ID 66121 • Задание №8
а) Решите уравнение $дробь: числитель: левая круглая скобка косинус x плюс синус x правая круглая скобка в кв...
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...