Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 527509
i

Длина ребра куба ABCDA1B1C1D1 равна 1. На ребре AA1 взята точка E так, что длина от­рез­ка AE равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . На ребре BC взята точка F так, что длина от­рез­ка BF равна  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Через центр куба и точки E и F про­ве­де­на плос­кость α.

а)  Най­ди­те угол между плос­ко­стью ABC и α.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от вер­ши­ны B1 до плос­ко­сти α.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вве­дем ко­ор­ди­на­ты с на­ча­лом в точке A и осями, на­прав­лен­ны­ми по реб­рам AB, AD, AA_1. Тогда точки будут иметь ко­ор­ди­на­ты E левая круг­лая скоб­ка 0;0; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , F левая круг­лая скоб­ка 1; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;0 пра­вая круг­лая скоб­ка , O левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка , B_1 левая круг­лая скоб­ка 1;0;1 пра­вая круг­лая скоб­ка .

а)  Най­дем урав­не­ние плос­ко­сти EFO. До­пу­стим оно имеет вид Ax плюс By плюс Cz плюс D=0. Под­став­ляя в него ко­ор­ди­на­ты точек, по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби C плюс D=0,    A плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби B плюс D=0,     дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби A плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби C плюс D=0.

Пусть D= минус 1, тогда из пер­во­го урав­не­ния C=3. Осталь­ные урав­не­ния тогда дают A плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби B=1,  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби A плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B= минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Решая эту си­сте­му на­хо­дим B= минус дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , A= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , тогда из вто­ро­го B= минус 8 и из по­след­не­го C=7. Итак, урав­не­ние плос­ко­сти имеет вид  дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби x минус дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби y плюс 3z минус 1=0 или, до­мно­жая на 3, 5x минус 8y плюс 9z минус 3=0.

Най­дем угол, об­ра­зу­е­мый этой плос­ко­стью с плос­ко­стью z=0:

 ко­си­нус альфа = дробь: чис­ли­тель: 5 умно­жить на 0 минус 8 умно­жить на 0 плюс 9 умно­жить на 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 0 плюс 0 плюс 1 конец ар­гу­мен­та ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 25 плюс 64 плюс 81 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 170 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Зна­чит, угол между плос­ко­стью ABC и α равен  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 170 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

б)  Най­дем рас­сто­я­ние от точки B_1 до дан­ной плос­ко­сти по фор­му­ле:

 дробь: чис­ли­тель: |5 умно­жить на 1 минус 8 умно­жить на 0 плюс 9 умно­жить на 1 минус 3|, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 25 плюс 64 плюс 81 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 170 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ: а)  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 170 конец ар­гу­мен­та конец дроби ; б)  дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 170 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в пунк­тах а) и б) 2
Вы­пол­нен толь­ко один из пунк­тов   — а) или б)1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 266
Методы геометрии: Метод ко­ор­ди­нат
Классификатор стереометрии: Куб, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Угол между плос­ко­стя­ми