Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 507496
i

В кубе ABCDA1B1C1D1

а)  До­ка­жи­те, что плос­ко­сти AB_1D_1 и A_1BC пер­пен­ди­ку­ляр­ны.

б)  Най­ди­те угол между плос­ко­стя­ми AB1D1 и ACD1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  В квад­ра­те ABB_1A_1 диа­го­на­ли пер­пен­ди­ку­ляр­ны, по­это­му AB_1\perp A_1B. Кроме того, AB_1\perp BC, так как BC пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти ABB_1. От­сю­да по­лу­ча­ем, что пря­мая AB_1 пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти A_1BC. А тогда, по при­зна­ку пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти плос­ко­стей, по­лу­ча­ем тре­бу­е­мое (ведь плос­кость AB_1D_1 со­дер­жит пря­мую, пер­пен­ди­ку­ляр­ную плос­ко­сти A_1BC).

б)  Пусть точка M  — се­ре­ди­на от­рез­ка AD_1 При­мем длины ребер куба за a. Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABB_1 по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра найдём AB_1:

AB_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те плюс BB_1 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Ана­ло­гич­но, B_1D_1=CD_1=AD_1=AC=B_1C=a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Опу­стим пер­пен­ди­ку­ля­ры B_1H и CK на сто­ро­ну AD_1 тре­уголь­ни­ки AB_1D_1 и ACD_1 рав­но­сто­рон­ние, по­это­му пер­пен­ди­ку­ля­ры B_1H и CK также яв­ля­ют­ся бис­сек­три­са­ми и ме­ди­а­на­ми, по­это­му точки H, K и M сов­па­да­ют. Угол B_1MC  — ис­ко­мый. Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AB_1M:

B_1M= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB_1 в квад­ра­те минус AM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB_1 в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: AD_1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2a в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

По тео­ре­ме ко­си­ну­сов из тре­уголь­ни­ка B_1MC:

 ко­си­нус \angle B_1MC= дробь: чис­ли­тель: B_1M в квад­ра­те плюс MC в квад­ра­те минус B_1C в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2B_1M умно­жить на MC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \dfrac3a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс \dfrac3a в квад­ра­те 2 минус 2a в квад­ра­те 2 умно­жить на \dfraca ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на \dfraca ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та }= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

Сле­до­ва­тель­но, угол между плос­ко­стя­ми равен  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

Ответ:  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

При­ме­ча­ние.

Ука­жем дру­гой путь на­хож­де­ния угла B1MC. В пря­мо­уголь­ни­ке CDA1B1 про­ведём через точку M  — се­ре­ди­ну бо­ко­вой сто­ро­ны DA1  — от­ре­зок MK, па­рал­лель­ный сто­ро­не CD (см. рис.). Тогда:

 \widehatB_1MC = 2\widehatKMC = 2\widehatMCD = 2 арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: MD, зна­ме­на­тель: DC конец дроби = 2 арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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 выше0
Мак­си­маль­ный балл3

Аналоги к заданию № 484562: 507496 505549 Все

Классификатор стереометрии: Куб, Се­че­ние  — тре­уголь­ник, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Угол между плос­ко­стя­ми