Шар касается основания АВС правильной треугольной пирамиды SABC в точке В и ее бокового ребра SA.
а) Докажите, что центр шара лежит в плоскости, перпендикулярной ребру AC $$ и проходящей через его середину.
б) Найдите радиус шара, если сторона основания пирамиды равна 3, а боковое ребро = 4.
а) Докажите, что центр шара лежит в плоскости, перпендикулярной ребру AC $$ и проходящей через его середину.
б) Найдите радиус шара, если сторона основания пирамиды равна 3, а боковое ребро = 4.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точка О — центр шара, R — его радиус. Прямая OB перпендикулярна плоскости основания пирамиды, поэтому OB образует прямые углы с прямыми AB и BC. Значит,
$OA ^2 = AB ^2 + OB ^2 = BC ^2 + OB ^2 = OC ^2$
Отсюда центр шара = удален от концов отрезка AC, а значит лежит на плоскости, проходящей через середину AC и перпендикулярной ему. Что и требовалось доказать.
б) Пусть шар касается ребра SA в точке G. Шар касается плоскости основания, поэтому его центр — точка O — лежит на прямой, проходящей через точку B перпендикулярно ABC. Расстояния от точки O до плоскости основания и до ребра прямой AS = радиусу шара: $OB = OG = R$
По свойству проведенных из одной точки касательных к шару: $AB = AG = 3$ SG = 1. Радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, поэтому треугольник OGS прямоугольный. По теореме Пифагора найдем квадрат его гипотенузы: $OS ^2 = R ^2 + 1$
Проведем высоту пирамиды SH. Точка H — центр основания, поэтому
$AH=BH= \frac{AB}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Из прямоугольного треугольника ВSH находим: $SH= $\sqrt{аргумента: SA ^2 - AH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента$
Отрезки SH и OB перпендикуляры плоскости АВС, поэтому они параллельны между собой, а значит, четырехугольник BOSH — прямоугольная трапеция. Проведем в ней высоту OL, тогда
$OL = BH = \sqrt{3}$
$LH = OB = R$
$LS = SH - LH = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента - R$
По теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике OLS получаем: $OS ^2 = OL ^2 + LS ^2$ то есть
$R ^2 + 1 = ( $\sqrt{3}$ ) ^2 + ( $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента - R ) ^2$
откуда $R = \frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
Ответ: б) $\frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
$OA ^2 = AB ^2 + OB ^2 = BC ^2 + OB ^2 = OC ^2$
Отсюда центр шара = удален от концов отрезка AC, а значит лежит на плоскости, проходящей через середину AC и перпендикулярной ему. Что и требовалось доказать.
б) Пусть шар касается ребра SA в точке G. Шар касается плоскости основания, поэтому его центр — точка O — лежит на прямой, проходящей через точку B перпендикулярно ABC. Расстояния от точки O до плоскости основания и до ребра прямой AS = радиусу шара: $OB = OG = R$
По свойству проведенных из одной точки касательных к шару: $AB = AG = 3$ SG = 1. Радиус, проведенный в точку касания, перпендикулярен касательной, поэтому треугольник OGS прямоугольный. По теореме Пифагора найдем квадрат его гипотенузы: $OS ^2 = R ^2 + 1$
Проведем высоту пирамиды SH. Точка H — центр основания, поэтому
$AH=BH= \frac{AB}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} = $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Из прямоугольного треугольника ВSH находим: $SH= $\sqrt{аргумента: SA ^2 - AH ^2}$ аргумента = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента$
Отрезки SH и OB перпендикуляры плоскости АВС, поэтому они параллельны между собой, а значит, четырехугольник BOSH — прямоугольная трапеция. Проведем в ней высоту OL, тогда
$OL = BH = \sqrt{3}$
$LH = OB = R$
$LS = SH - LH = $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента - R$
По теореме Пифагора в прямоугольном треугольнике OLS получаем: $OS ^2 = OL ^2 + LS ^2$ то есть
$R ^2 + 1 = ( $\sqrt{3}$ ) ^2 + ( $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента - R ) ^2$
откуда $R = \frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
Ответ: б) $\frac{15}{2 $\sqrt{аргумента: 13}$ аргумента}$
Правильный ответ:
б) $дробь: числитель: 15, знаменатель: 2 корень из: начало аргумента: 13 конец аргумента конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 65691 • Задание №7
Найдите значение выражения $2x плюс y плюс 6z$ если $4x плюс y=5$ а $12z плюс y=7$...
ID 64311 • Задание №1
[рис.] Найдите площадь треугольника, две стороны которого равны 8 и 12, а угол между ними равен 30°....
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...