Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 652638
i

В пра­виль­ной тре­уголь­ной приз­ме точка M лежит на вы­со­те ос­но­ва­ния BD, при­чем BM : MD = 3 : 1, точка N лежит на диа­го­на­ли CB1 бо­ко­вой грани CC1B1B. Пря­мые AN и A1M пе­ре­се­ка­ют­ся.

а)  До­ка­жи­те, что  CN : NB_1 = 2 : 3.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки М до плос­ко­сти ACN, если сто­ро­на ос­но­ва­ния приз­мы равна 5, а вы­со­та равна 10.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Точки A, A1, M и N лежат в одной плос­ко­сти, со­дер­жа­щей пря­мую AA1 На­зо­вем эту плос­кость α. Пусть K  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мой AM и, сле­до­ва­тель­но, ука­зан­ной плос­ко­сти с реб­ром BC. Пря­мая KL, па­рал­лель­ная пря­мой AA1, также лежит в плос­ко­сти α. Пусть L  — точка пе­ре­се­че­ния этой пря­мой с реб­ром B1C1, тогда N  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мой KL с диа­го­на­лью CB1. За­пи­шем тео­ре­му Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка BCD и пря­мой AK:

 дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: MD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DA, зна­ме­на­тель: AC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: CK, зна­ме­на­тель: KB конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: CK, зна­ме­на­тель: KB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: MD, зна­ме­на­тель: BM конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: DA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Из по­до­бия тре­уголь­ни­ков CKN и CBB1 сле­ду­ет, что

 дробь: чис­ли­тель: CN, зна­ме­на­тель: NB_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: CK, зна­ме­на­тель: KB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

б)  Рас­сто­я­ние от точки M до плос­ко­сти ACN равно длине вы­со­ты HM пи­ра­ми­ды AMCN. Тре­уголь­ни­ки CNK и CBB1 по­доб­ны, вос­поль­зу­ем­ся этим при вы­чис­ле­нии объ­е­ма пи­ра­ми­ды AMCN. На­хо­дим:

BD= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC= дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

сле­до­ва­тель­но,

S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC умно­жить на BD= дробь: чис­ли­тель: 25 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,

S_AMC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 25 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби ,

зна­чит, NK= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби BB_1=4, от­ку­да

V_AMCN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_AMC умно­жить на NK = дробь: чис­ли­тель: 25 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби .

Тре­уголь­ник ACB1 рав­но­бед­рен­ный, тогда

CB_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BC в квад­ра­те плюс BB_1 конец ар­гу­мен­та =5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та ,

CN= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби CB_1=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

На­хо­дим:

 ко­си­нус \angle ACN= дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: 2CB_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

 синус \angle ACN= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус ко­си­нус в квад­ра­те \angle ACN конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

от­ку­да

S_ACN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC умно­жить на CB_1 синус \angle ACN= дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Таким об­ра­зом, рас­сто­я­ние от точки М до плос­ко­сти ACN равно

H_M = дробь: чис­ли­тель: 3V_AMCN, зна­ме­на­тель: S_ACN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 57 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 38 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 57 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 38 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: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 450
Методы геометрии: Тео­ре­ма Ме­не­лая, Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра, Три­го­но­мет­рия в гео­мет­рии
Классификатор стереометрии: Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Де­ле­ние от­рез­ка, Пра­виль­ная тре­уголь­ная приз­ма