Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 515687
i

Ребро SA пи­ра­ми­ды SABC пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ос­но­ва­ния ABC.

а)  До­ка­жи­те, что вы­со­та пи­ра­ми­ды, про­ведённая из точки A, де­лит­ся плос­ко­стью, про­хо­дя­щей через се­ре­ди­ны рёбер AB, AC и SA, по­по­лам.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от вер­ши­ны A до этой плос­ко­сти, если SA= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , AB  =  AC  =  5, BC=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть AH  — ис­ко­мая вы­со­та. Про­ве­дем пря­мую SH, обо­зна­чим K точку пе­ре­се­че­ния пря­мой SH со сто­ро­ной ос­но­ва­ния BC. Про­ве­дем пря­мую AK. Точки T и N  — се­ре­ди­ны сто­рон AC и AB, по­это­му от­ре­зок TN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABC. Сле­до­ва­тель­но, TN делит от­ре­зок AK на две рав­ные части. По­это­му MF  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка SKA, она делит AH на две рав­ные части.

б)  По усло­вию AB  =  AC, по­это­му тре­уголь­ник ABC  — рав­но­бед­рен­ный. По­сколь­ку SC  =  SB, тре­уголь­ник SCB тоже рав­но­бед­рен­ный. Ребро SA пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды, по­это­му оно пер­пен­ди­ку­ляр­но и сто­ро­не ос­но­ва­ния AB. Тогда пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки SAC и SAB равны по двум ка­те­там.

Так как AC  =  AB, AH ⊥ (CBS), сле­до­ва­тель­но, HCAH, AHHB, тогда HC  =  HB. Зна­чит, точка H при­над­ле­жит се­ре­дин­но­му пер­пен­ди­ку­ля­ру к CB, то есть SK, так как SK  — ме­ди­а­на, вы­со­та и бис­сек­три­са рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка. Тогда CK= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , AK  — бис­сек­три­са, ме­ди­а­на и вы­со­та рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка ABC. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра AK  =  2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

По­сколь­ку SA ⊥ (ABC), SAAK. Тогда по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра SK  =  5. Далее, SA в квад­ра­те =SK умно­жить на SH, то есть SH  =  1, сле­до­ва­тель­но, из тре­уголь­ни­ка SAH по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра AH  =  2. Тогда ис­ко­мое рас­сто­я­ние равно 1.

 

Ответ: б) 1.

 

Решим пункт б) ме­то­дом объёмов (Денис Чер­нышёв, Тю­мень).

Объем пи­ра­ми­ды можно вы­ра­зить двумя спо­со­ба­ми: V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_ABC умно­жить на SA и V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_SBC умно­жить на AH. При­рав­ни­вая объ­е­мы, по­лу­ча­ем

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_ABC умно­жить на SA = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_SBC умно­жить на AH,

а зна­чит, AH = дробь: чис­ли­тель: S_ABC , зна­ме­на­тель: S_SBC конец дроби SA. Оста­лось найти пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков ABC и SCB.

В рав­но­бед­рен­ном тре­уголь­ни­ке ABC по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра на­хо­дим вы­со­ту

 AK = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AC в квад­ра­те минус CK в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да по­лу­ча­ем пло­щадь:

 S_ABC = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AK умно­жить на BC = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та =10.

Вы­со­ту тре­уголь­ни­ка SCB най­дем из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ASK:

SK= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AS в квад­ра­те плюс AK в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 5,

тогда

 S_SCB = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на SK умно­жить на BC = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 5 умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та =5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

Сле­до­ва­тель­но, AH= дробь: чис­ли­тель: 10 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби =2. Таким об­ра­зом, по до­ка­зан­но­му в п. а), ис­ко­мое рас­сто­я­ние равно 1.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та a) 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
Источники:
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Се­че­ние  — тре­уголь­ник, Тре­уголь­ная пи­ра­ми­да