Дана правильная треугольная призма ABCA1B1C1, сторона AB основания которой равна 32, а боковое ребро BB1 = $4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ На рёбрах AB и В1C1 отмечены точки K и L соответственно, причём AK = 2, B1L = 28. Точка М — середина ребра A1C1. Плоскость γ проходит через точки K и L и параллельна прямой AC.
а) Докажите, что плоскость γ перпендикулярна прямой MB.
б) Найдите объём пирамиды, вершиной которой является точка M, а основанием — сечение данной призмы плоскостью γ.
а) Докажите, что плоскость γ перпендикулярна прямой MB.
б) Найдите объём пирамиды, вершиной которой является точка M, а основанием — сечение данной призмы плоскостью γ.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть K1 и L1 — точки пересечения плоскости γ с рёбрами A1B1 и BC соответственно, точка H — середина ребра AC. Точки S и T — точки пересечения плоскости γ с прямыми BH и B1M соответственно. Точка R — точка пересечения прямых BM и ST. Тогда прямые KL1, LK1 и AC параллельны. Через точку M построим прямую MN параллельно прямой ST, N — точка её пересечения с прямой BH, прямые MT и BH параллельны. Далее имеем:
$BH=B_1M= \frac{AB $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =16 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad KL_1=BK=BL_1=30$
$KL_1=B_1K_1=B_1L=28,\quad\quad\quad K_1L=B_1K_1=B_1L=28$
$BS=15 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad B_1T=14 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad HS= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$MT=NS=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad NH= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Заметим, что $\sqrt{аргумента: NH \cdot HB} аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =BB_1=MH$ следовательно, треугольник BMN — прямоугольный, прямые MN и BM перпендикулярны. Тогда и прямые ST и BM перпендикулярны. Кроме этого, прямые BM и AC перпендикулярны, прямые BM и KL перпендикулярны, следовательно, прямая BM перпендикулярна плоскости γ.
б) Из п. а) следует, что высотой указанной пирамиды является отрезок MR, а основанием — трапеция KK1LL1 с высотой TS. Тогда:
$TS=MN= $\sqrt{аргумента: MH ^2 + NH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
$S_KK_1LL_1= $\frac{1}{2}$ ( KL_1 + K_1L ) \cdot TS=29 $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
$BM= $\sqrt{аргумента: BH ^2 + MH ^2}$ аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
Из пропорциональности отрезков $\frac{MR}{BR} = $\frac{MT}{BS}$ = \frac{2}{15}$ находим, что $MR= $\frac{2}{17}$ BM= $\frac{8}{17}$ $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$ Следовательно, искомый объём пирамиды $V= $\frac{1}{3}$ S_KK_1LL_1 \cdot MR=232$
Ответ: б) 232.
$BH=B_1M= \frac{AB $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} =16 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad KL_1=BK=BL_1=30$
$KL_1=B_1K_1=B_1L=28,\quad\quad\quad K_1L=B_1K_1=B_1L=28$
$BS=15 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad B_1T=14 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad HS= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
$MT=NS=2 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ,\quad\quad\quad NH= $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Заметим, что $\sqrt{аргумента: NH \cdot HB} аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента =BB_1=MH$ следовательно, треугольник BMN — прямоугольный, прямые MN и BM перпендикулярны. Тогда и прямые ST и BM перпендикулярны. Кроме этого, прямые BM и AC перпендикулярны, прямые BM и KL перпендикулярны, следовательно, прямая BM перпендикулярна плоскости γ.
б) Из п. а) следует, что высотой указанной пирамиды является отрезок MR, а основанием — трапеция KK1LL1 с высотой TS. Тогда:
$TS=MN= $\sqrt{аргумента: MH ^2 + NH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
$S_KK_1LL_1= $\frac{1}{2}$ ( KL_1 + K_1L ) \cdot TS=29 $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
$BM= $\sqrt{аргумента: BH ^2 + MH ^2}$ аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$
Из пропорциональности отрезков $\frac{MR}{BR} = $\frac{MT}{BS}$ = \frac{2}{15}$ находим, что $MR= $\frac{2}{17}$ BM= $\frac{8}{17}$ $\sqrt{аргумента: 51}$ аргумента$ Следовательно, искомый объём пирамиды $V= $\frac{1}{3}$ S_KK_1LL_1 \cdot MR=232$
Ответ: б) 232.
Правильный ответ:
б) 232
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 64607 • Задание №2
Поезд Новосибирск-Красноярск отправляется в 15:20, а прибывает в 4:20 на следующий день (время московское). Ск...
ID 71284 • Задание №18
Натуральные числа $a,b,c$ образуют возрастающую арифметическую прогрессию, причём все они больше 500 и являютс...
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...