Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 691974
i

Точка P  — се­ре­ди­на ребра AD куба ABCDA1B1C1D1.

а)  До­ка­жи­те, что се­ре­ди­на ребра DC при­над­ле­жит плос­ко­сти A1C1P.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от се­ре­ди­ны ребра AB до плос­ко­сти A1C1P, если длина ребра куба равна 3.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точка Q  — се­ре­ди­на ребра DC, тогда от­ре­зок PQ  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ADC. Пря­мые AC и A1C1 па­рал­лель­ны, пря­мые PQ и AC также па­рал­лель­ны, зна­чит, па­рал­лель­ны и пря­мые PQ и A1C1. Сле­до­ва­тель­но, точки P, Q, A1 и C1 лежат в одной плос­ко­сти.

б)  Пусть точка M  — се­ре­ди­на ребра AB. Вве­дем си­сте­му ко­ор­ди­нат так, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. В этой си­сте­ме ко­ор­ди­нат:

 B левая круг­лая скоб­ка 0; 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

 A_1 левая круг­лая скоб­ка 3; 0; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

 C_1 левая круг­лая скоб­ка 0; 3; 3 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

 P левая круг­лая скоб­ка 3; дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

 M левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; 0; 0 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Урав­не­ние плос­ко­сти A1C1P имеет вид  Ax плюс By плюс Cz плюс D = 0. Под­ста­вим ко­ор­ди­на­ты точек A1, C1, P и по­лу­чим:

 си­сте­ма вы­ра­же­ний 3A плюс 3C плюс D = 0, 3B плюс 3C плюс D = 0, 3A плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B плюс D = 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний 3A = 3B, 3C = минус 3B минус D, 3B плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B плюс D = 0 конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний A = B, 3C = минус 3B минус D, D = минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B конец си­сте­мы . рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний A = B, 3C = минус 3B плюс дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B, D = минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний A = B, 3C = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B, D = минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B. конец си­сте­мы . рав­но­силь­но си­сте­ма вы­ра­же­ний A = B, C = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B, D = минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B. конец си­сте­мы .

Итак, урав­не­ние плос­ко­сти A1C1P имеет вид  Bx плюс By плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B z минус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B = 0. Эта плос­кость не па­рал­лель­на оси ор­ди­нат и не со­дер­жит ее, а по­то­му B не равно 0 и на B обе части урав­не­ния можно раз­де­лить. Имеем:  2x плюс 2y плюс z минус 9 = 0.

По фор­му­ле рас­сто­я­ния от точки до плос­ко­сти на­хо­дим:

 \rho левая круг­лая скоб­ка M; левая круг­лая скоб­ка A_1C_1P пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \abs2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 2 умно­жить на 0 плюс 1 умно­жить на 0 минус 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 в квад­ра­те плюс 2 в квад­ра­те плюс 1 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: | минус 6|, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = 2.

Ответ: б)  2.

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
Методы геометрии: Метод ко­ор­ди­нат
Классификатор стереометрии: Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Куб, Се­че­ние  — тра­пе­ция