Задание 14. Математика ЕГЭ. Дана правильная треугольная призма ABCA1B1C1, сторона AB основания которой равна 10, а боковое ребро BB1 равно √15.Задание. Дана правильная треугольная призма ABCA1B1C1, сторона AB основания которой равна 10, а боковое ребро BB1 равно √15. На ребрах AB и B1C1 отмечены точки K и L соответственно, причем AK = 7; B1L = 1. Точка M – середина ребра A1C1. Плоскость γ проходит через точки K и L и параллельна прямой AC. а) Докажите, что плоскость γ перпендикулярна прямой BM. б) Найдите расстояние от точки C1 до плоскости γ. Решение: a) Докажите, что плоскость γ перпендикулярна прямой BM. Проведем через точки K и L прямые, параллельные AC. Эти прямые пересекают ребро BC в точке K1 и ребро A1B1 в точке L1 (см. рис. 1). Тогда равнобедренная трапеция KL1LK1 является сечением призмы ABCA1B1C1 плоскостью γ. Рассмотрим плоскость BB1M. Эта плоскость пересекает прямую AC в точке N, прямую KK1 в точке E и прямую LL1 в точке F. Четырехугольник BB1MN – прямоугольник. Рассмотрим прямоугольный треугольник A1MB1. MB1 = A1B1·sin600 MB1 = NB = 5√3. Рассмотрим прямоугольный треугольник MB1B. По теореме Пифагора найдем MB. MB2 = MB12 + BB12 MB2 = (5√3)2 + (√15)2 = 90 MB = 2√10. По теореме Фалеса: B1F : MB1 = B1L : B1C1 = 1 : 10. B1F : MB1 = 1 : 10. B1F = 1·MB1/10 B1F = (1·5√3)/10 = √3/2. Проведем KS параллельно AA1. Рассмотрим прямоугольный треугольник KSL1: KS = AA1 = √15 SL1 = A1L1 — A1S A1L1 = A1B1 — B1L = 10 – 1 = 9 A1S = AK = 7 SL1 = A1L1 — AK = 9 — 7 = 2 По теореме Пифагора: KL12 = KS2 + SL12 KL12 = (√15)2 + 22 = 19 KL1 = √19 Треугольник ABC и треугольник KBK1 подобные треугольники, значит AC : KK1 = AB : KB 10 : KK1 = 10 : 3 KK1 = 3. Треугольник A1B1C1 и треугольник L1BL подобные треугольники, значит A1C1 : LL1 = A1B1 : B1L1 10 : LL1 = 10 : 1 LL1 = 1. Рассмотрим равнобедренную трапецию KL1LK1, EF – высота трапеции. Проведем PL1 параллельно EF, тогда KP = (KK1 — LL1)/2 = 1. Рассмотрим прямоугольный треугольник KPL1. По теореме Пифагора: PL12 = KL12 – KP2 PL12 = (√19)2 — 12 = 18 EF = PL1 = 3√2. Рассмотрим рисунок 2. Из прямоугольного треугольника MBB1: Из прямоугольного треугольника TEF: Рассмотрим треугольник MFO: То есть прямые MB и EF перпендикулярны. Прямая KK1 параллельна прямой АС, которая перпендикулярна плоскости BB1M. Значит, прямые KK1 и EF перпендикулярны прямой MB, поэтому прямая MB перпендикулярна плоскости γ. б) Найдите расстояние от точки C1 до плоскости γ. Смотри рисунок 3. Так как A1C1 параллельна плоскости сечения γ, а MB перпендикулярна плоскости сечения γ, то расстояние от точки C1 до плоскости сечения γ равно отрезку MO. Рассмотрим треугольник MEF (рис. 2). Найдем площадь этого треугольника: TE = BB1, MF =MB1 — B1F = 5√3 — √3/2 = 9√3/2 Площадь треугольник MEF можно найти другим способом, выразим MO: MO = 2S/EF
Понравилось? Нажмите
Оставить комментарий |
Рубрики
|