В правильной четырехугольной пирамиде SABCD точки М и K — середины сторон SB и DC соответственно. Через центр основания пирамиды параллельно прямым АМ и SK проведена плоскость α.
а) Докажите, что α делит ребро BC в отношении 1 : 5, считая от точки C.
б) Найдите объем пирамиды, основанием которой является сечение пирамиды плоскостью α, а вершиной — точка A, если в пирамиде SABCD сторона основания равна $8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ высота равна 12,
а) Докажите, что α делит ребро BC в отношении 1 : 5, считая от точки C.
б) Найдите объем пирамиды, основанием которой является сечение пирамиды плоскостью α, а вершиной — точка A, если в пирамиде SABCD сторона основания равна $8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$ высота равна 12,
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точка L — середина медианы треугольника ABS, проведенной к стороне AB. Пусть также точка O — центр основания пирамиды, тогда отрезок OL — средняя линия треугольника ESK, она параллельна апофеме SK. Проведем прямую PQ параллельно прямой AM так, что точка L лежит на прямой PQ, точка P — на прямой AS, а точка Q — на прямой BS. Пусть прямая PQ пересекает продолжения ребра AB за точку A в точке G, при этом прямая GO пересекает ребро AD в точке T и ребро BC в точке N. Точки Q, P, T и N лежат в плоскости α.
Пусть точка F — точка пересечения прямых SE и AM. По теореме Фалеса для угла ESB и параллельных прямых GQ и AM получаем $\frac{SQ}{QM} = $\frac{SL}{LF}$ = \frac{3}{1}$ то есть $SQ = $\frac{3}{8}$ SB$ Треугольники ABM и GBQ подобны по двум углам, поэтому:
$\frac{BA}{BG} = \frac{4}{5}$
откуда
$BG = $\frac{5}{4}$ AB$
[рис.]
Тогда $AG = $\frac{1}{4}$ AB$
По теореме Фалеса для угла BGN и параллельных прямых AT и EO находим $\frac{GA}{GE} = $\frac{AT}{EO}$ = \frac{1}{3}$ то есть $AT = $\frac{1}{6}$ AD$ Треугольники AGT и BGN подобны по двум углам, следовательно, $\frac{AT}{BN} = \frac{GA}{GB}$ и потому:
$\frac{AD}{6BN} = \frac{1}{5}$
$BN = $\frac{5}{6}$ BC$
$BN : NC = 5 : 1$
б) Рассмотрим пирамиду QGBN. Длина ее высоты, опущенной из точки Q, относится к длине высоты SO пирамиды SABCD так же, как длина отрезка QB относится к длине ребра SB, то есть как $\frac{5}{8}$ Значит, $h_QGBN = $\frac{5}{8}$ \cdot 12 = 7,5$ Найдем площадь основания этой пирамиды, а затем и ее объем:
$S_GBN = $\frac{1}{2}$ \cdot GB \cdot BN = $\frac{1}{2}$ \cdot $\frac{5}{4}$ AB \cdot $\frac{5}{6}$ BC = $\frac{25}{48}$ \cdot ( 8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2 = 25 \cdot 4 = 100$
$V_QGBN = $\frac{1}{3}$ \cdot 7,5 \cdot 100 = 250$
Рассмотрим пирамиду PGAT. Длина ее высоты, опущенной из точки P, относится к длине высоты SO пирамиды SABCD так же, как длина отрезка PA относится к длине ребра SA. По теореме Фалеса для угла ASB и параллельных прямых GQ и AM получаем $\frac{PA}{SA} = $\frac{QM}{SM}$ = \frac{1}{4}$ поэтому $h_PGAT = $\frac{1}{4}$ \cdot 12 = 3$ Найдем объем пирамиды PGAT:
$V_PGAT = $\frac{1}{3}$ \cdot 3 \cdot $\frac{1}{2}$ GA \cdot AT = $\frac{1}{2}$ \cdot $\frac{1}{4}$ AB \cdot $\frac{1}{6}$ AD = \frac{( 8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2}{48} = 4$
Искомый объем есть разность объемов пирамид QGBN и PGAT. Получаем:
$V_APTNQ = V_QGBN - V_PGAT = 250 - 4 = 246$
Ответ: б) 246.
Пусть точка F — точка пересечения прямых SE и AM. По теореме Фалеса для угла ESB и параллельных прямых GQ и AM получаем $\frac{SQ}{QM} = $\frac{SL}{LF}$ = \frac{3}{1}$ то есть $SQ = $\frac{3}{8}$ SB$ Треугольники ABM и GBQ подобны по двум углам, поэтому:
$\frac{BA}{BG} = \frac{4}{5}$
откуда
$BG = $\frac{5}{4}$ AB$
[рис.]
Тогда $AG = $\frac{1}{4}$ AB$
По теореме Фалеса для угла BGN и параллельных прямых AT и EO находим $\frac{GA}{GE} = $\frac{AT}{EO}$ = \frac{1}{3}$ то есть $AT = $\frac{1}{6}$ AD$ Треугольники AGT и BGN подобны по двум углам, следовательно, $\frac{AT}{BN} = \frac{GA}{GB}$ и потому:
$\frac{AD}{6BN} = \frac{1}{5}$
$BN = $\frac{5}{6}$ BC$
$BN : NC = 5 : 1$
б) Рассмотрим пирамиду QGBN. Длина ее высоты, опущенной из точки Q, относится к длине высоты SO пирамиды SABCD так же, как длина отрезка QB относится к длине ребра SB, то есть как $\frac{5}{8}$ Значит, $h_QGBN = $\frac{5}{8}$ \cdot 12 = 7,5$ Найдем площадь основания этой пирамиды, а затем и ее объем:
$S_GBN = $\frac{1}{2}$ \cdot GB \cdot BN = $\frac{1}{2}$ \cdot $\frac{5}{4}$ AB \cdot $\frac{5}{6}$ BC = $\frac{25}{48}$ \cdot ( 8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2 = 25 \cdot 4 = 100$
$V_QGBN = $\frac{1}{3}$ \cdot 7,5 \cdot 100 = 250$
Рассмотрим пирамиду PGAT. Длина ее высоты, опущенной из точки P, относится к длине высоты SO пирамиды SABCD так же, как длина отрезка PA относится к длине ребра SA. По теореме Фалеса для угла ASB и параллельных прямых GQ и AM получаем $\frac{PA}{SA} = $\frac{QM}{SM}$ = \frac{1}{4}$ поэтому $h_PGAT = $\frac{1}{4}$ \cdot 12 = 3$ Найдем объем пирамиды PGAT:
$V_PGAT = $\frac{1}{3}$ \cdot 3 \cdot $\frac{1}{2}$ GA \cdot AT = $\frac{1}{2}$ \cdot $\frac{1}{4}$ AB \cdot $\frac{1}{6}$ AD = \frac{( 8 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ) ^2}{48} = 4$
Искомый объем есть разность объемов пирамид QGBN и PGAT. Получаем:
$V_APTNQ = V_QGBN - V_PGAT = 250 - 4 = 246$
Ответ: б) 246.
Правильный ответ:
б) 246
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 67658 • Задание №13
а) Решите уравнение $\ctg в степени 4 x= косинус в квадрате 2 x минус 1$
б) Найдите все корни уравнения, при...
ID 71221 • Задание №18
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых система
$система выражений x в квадрате плюс левая кр...
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...