В пирамиде FABC грани ABF и ABC перпендикулярны, $F B : F A = 27 : 8$ \text{tg} угла между прямой BC и плоскостью ABF равен 2, а точка M выбрана на ребре BC так, что $BM : MC = 1: 2$ Точка T лежит на прямой AF и = удалена от точек М и В. Центр сферы, описанной около пирамиды FABC, лежит на ребре AB, площадь поверхности этой сферы равна 16π.
а) Докажите, что треугольники ABC и ABF — прямоугольные.
б) Найдите объем пирамиды АСМT.
а) Докажите, что треугольники ABC и ABF — прямоугольные.
б) Найдите объем пирамиды АСМT.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] а) Пусть точка O — центр описанной сферы. Тогда точка O — середина AB и, следовательно, OA = OB = OC = OF, то есть в треугольниках ABC и ABF медиана равна половине стороны, к которой проведена. Следовательно, эти треугольники прямоугольные с вершинами при прямом угле C и F соответственно.
б) Площадь поверхности описанной сферы равна 16π, поэтому ее радиус
$R = OA = OB = OC = OF = 2$
и AB = 4. Пусть точки H и K — проекции точек F и T на плоскость ABC соответственно. Плоскости ABF и ABC перпендикулярны, поэтому обе эти точки лежат на линии их пересечения — AB. Заметим, что точка K, как и точка T, = удалена от точек B и M, следовательно, треугольник BKM = бедренный, пусть отрезок KL — его высота. Тогда прямые KL и AC параллельны. Пусть теперь точка G — проекция точки C на плоскость ABF. Плоскости ABC и ABF перпендикулярны, поэтому точка G лежит на линии их пересечения AB. Это означает, что прямая AB является проекцией прямой BC на плоскость ABF и угол CBA равен углу между прямой BC и плоскостью ABF. Таким образом, $\text{tg} \angle ABC= \text{tg} \angle ( BC,ABF ) = 2$ то есть AC = 2BC. Находим:
$BC ^2 + AC ^2 =AB ^2 = сильно 5BC ^2 =16 = сильно BC= \frac{4}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
значит,
$S_ABC= $\frac{1}{2}$ BC \cdot AC=BC ^2 = \frac{16}{5}$
$S_ACM= $\frac{MC}{BC}$ S_ABC= $\frac{2}{3}$ \cdot $\frac{16}{5}$ = \frac{32}{15}$
Треугольники BKL и ABC подобны, следовательно,
$\frac{BK}{AB} = $\frac{BL}{BC}$ = $\frac{BM}{2BC}$ = $\frac{1}{6}$ = сильно BK= $\frac{1}{6}$ AB= \frac{2}{3}$
$AK=AB - BK= \frac{10}{3}$
Треугольники ABC, BFH ABH и ATK подобны, следовательно,
$\frac{TK}{AK} = $\frac{BH}{FH}$ = $\frac{FH}{AH}$ = $\frac{FB}{FA}$ = \frac{27}{8}$
$\frac{AH}{BH} = $\frac{AH}{FH}$ \cdot $\frac{FH}{BH}$ = \frac{64}{729}$
$TK= $\frac{27}{8}$ AK= \frac{90}{8}$
Таким образом, объем пирамиды АСМT равен
$V_ACMT= $\frac{1}{3}$ S_ACM \cdot TK=8$
Ответ: б) 8.
б) Площадь поверхности описанной сферы равна 16π, поэтому ее радиус
$R = OA = OB = OC = OF = 2$
и AB = 4. Пусть точки H и K — проекции точек F и T на плоскость ABC соответственно. Плоскости ABF и ABC перпендикулярны, поэтому обе эти точки лежат на линии их пересечения — AB. Заметим, что точка K, как и точка T, = удалена от точек B и M, следовательно, треугольник BKM = бедренный, пусть отрезок KL — его высота. Тогда прямые KL и AC параллельны. Пусть теперь точка G — проекция точки C на плоскость ABF. Плоскости ABC и ABF перпендикулярны, поэтому точка G лежит на линии их пересечения AB. Это означает, что прямая AB является проекцией прямой BC на плоскость ABF и угол CBA равен углу между прямой BC и плоскостью ABF. Таким образом, $\text{tg} \angle ABC= \text{tg} \angle ( BC,ABF ) = 2$ то есть AC = 2BC. Находим:
$BC ^2 + AC ^2 =AB ^2 = сильно 5BC ^2 =16 = сильно BC= \frac{4}{$\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}$
значит,
$S_ABC= $\frac{1}{2}$ BC \cdot AC=BC ^2 = \frac{16}{5}$
$S_ACM= $\frac{MC}{BC}$ S_ABC= $\frac{2}{3}$ \cdot $\frac{16}{5}$ = \frac{32}{15}$
Треугольники BKL и ABC подобны, следовательно,
$\frac{BK}{AB} = $\frac{BL}{BC}$ = $\frac{BM}{2BC}$ = $\frac{1}{6}$ = сильно BK= $\frac{1}{6}$ AB= \frac{2}{3}$
$AK=AB - BK= \frac{10}{3}$
Треугольники ABC, BFH ABH и ATK подобны, следовательно,
$\frac{TK}{AK} = $\frac{BH}{FH}$ = $\frac{FH}{AH}$ = $\frac{FB}{FA}$ = \frac{27}{8}$
$\frac{AH}{BH} = $\frac{AH}{FH}$ \cdot $\frac{FH}{BH}$ = \frac{64}{729}$
$TK= $\frac{27}{8}$ AK= \frac{90}{8}$
Таким образом, объем пирамиды АСМT равен
$V_ACMT= $\frac{1}{3}$ S_ACM \cdot TK=8$
Ответ: б) 8.
Правильный ответ:
б) 8
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 66167 • Задание №8
а) Решите уравнение $левая круглая скобка 2 косинус в квадрате x минус 5 косинус x плюс 2 правая круглая скоб...
ID 70442 • Задание №17
Найти все значения параметров а и b, при которых среди корней уравнения
$левая круглая скобка a в квадрате пл...
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...