Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 510992
i

Дана пря­мая тре­уголь­ная приз­ма ABCA1B1C1, дву­гран­ный угол приз­мы при ребре AA1 равен 60°.

а)  До­ка­жи­те, что угол BA1C1 боль­ше угла BAC.

б)  Рас­сто­я­ние между бо­ко­вы­ми реб­ра­ми AA1 и BB1 равно 5, а рас­сто­я­ние между бо­ко­вы­ми реб­ра­ми AA1 и CC1 равно 8. Най­ди­те рас­сто­я­ние от пря­мой AA1 до плос­ко­сти BC1C.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  За­ме­тим, что угол BAC  ― ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла при ребре AA1. Тогда по тео­ре­ме ко­си­ну­сов

BC в квад­ра­те = AB в квад­ра­те плюс AC в квад­ра­те минус AB умно­жить на AC.

Пусть вы­со­та приз­мы равна h. Тогда из тео­ре­мы ко­си­ну­сов

 ко­си­нус BA_1C_1 = дробь: чис­ли­тель: BA_1 в квад­ра­те плюс A_1C_1 в квад­ра­те минус BC_1 в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2BA_1 умно­жить на A_1C_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB в квад­ра­те плюс h в квад­ра­те плюс AC в квад­ра­те минус BC в квад­ра­те минус h в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те плюс h в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та A_1C_1 конец дроби =
= дробь: чис­ли­тель: AB умно­жить на AC, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те плюс h в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та умно­жить на A_1C_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те плюс h в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

По­это­му угол BA1C1 боль­ше угла BAC, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

 

б)  ABCA1B1C1 ― пря­мая приз­ма, ее бо­ко­вые грани  ― пря­мо­уголь­ни­ки, по­это­му рас­сто­я­ние между бо­ко­вы­ми реб­ра­ми AA1 и BB1 равно AB, а рас­сто­я­ние между бо­ко­вы­ми реб­ра­ми AA1 и СС1 равно AC. Таким об­ра­зом, AB  =  5, AC  =  8 и  \angle BAC = 60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка .

Пусть от­ре­зок AH  ― вы­со­та тре­уголь­ни­ка ABC (см. рис.). Вы­со­та AH пер­пен­ди­ку­ляр­на сто­ро­не BC, а вы­со­та AH пер­пен­ди­ку­ляр­на ребру BB1, по­это­му вы­со­та AH пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти (BC1C), и, зна­чит, длина от­рез­ка AH и есть ис­ко­мое рас­сто­я­ние от пря­мой AA1 до па­рал­лель­ной ей плос­ко­сти BC1C.

Рас­смат­ри­вая тре­уголь­ник ABC, на­хо­дим:

BC = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те плюс AC в квад­ра­те минус 2 AB умно­жить на AC умно­жить на ко­си­нус \angle BAC конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 25 плюс 64 минус 2 умно­жить на 5 умно­жить на 8 умно­жить на 0,5 конец ар­гу­мен­та = 7.

Тогда

2S_\Delta ABC = AB умно­жить на AC умно­жить на синус \angle BAC = 5 умно­жить на 8 умно­жить на синус 60 гра­ду­сов = 20 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Таким об­ра­зом, рас­сто­я­ние от пря­мой AA1 до плос­ко­сти BC1C равно

AH = дробь: чис­ли­тель: 2S_\Delta ABC, зна­ме­на­тель: BC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 20 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Ответ: б)   дробь: чис­ли­тель: 20 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 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
Источник: Доб­ро­воль­ный тре­ни­ро­воч­ный ЕГЭ Санкт-Пе­тер­бург 2013
Методы геометрии: Тео­ре­ма ко­си­ну­сов
Классификатор стереометрии: Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Пря­мая тре­уголь­ная приз­ма