
В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 сторона основания равна 12, а боковое ребро AA1 равно На рёбрах AB и B1C1 отмечены точки K и L, соответственно, причём AK = B1L = 3. Точка M — середина ребра A1C1. Плоскость γ параллельна ребру AC и содержит точки K и L.
а) Докажите, что прямая BM перпендикулярна плоскости γ.
б) Найдите расстояние от точки C до плоскости γ.
Решение. а) Отметим точки
и
на ребрах
и CB соответственно так чтобы
Тогда плоскость
это плоскость
Очевидно поскольку проекция BM на плоскость ABC — высота треугольника
Она перпендикулярна AC, а значит и
По теореме о трех перпендикулярах
Рассмотрим теперь проекцию
точки M на плоскость
Поскольку проекция
на эту плоскость — середина ребра
то
Докажем теперь, что прямая
перпендикулярна
Тогда по теореме о трех перпендикулярах окажется что
а тогда и
Обозначим за O точку пересечения отрезков
и
за
— проекцию точки
на прямую
Тогда
Итак, тангенсы этих углов обратны друг другу, поэтому углы в сумме дают и
что и требовалось доказать.
б) Пусть T — середина Тогда
поскольку
Соединим середины и
(точки
и
). Опустим из T перпендикуляр на прямую
— это и будет искомое расстояние. В самом деле, все эти точки лежат в плоскости
перпендикулярной к
поэтому и описанный выше перпендикуляр тоже перпендикулярен
Рассмотрим прямоугольную трапецию
В ней
поскольку отрезки
и
делят высоты оснований призмы в отношениях 3 : 1 и 1 : 3 считая от вершины соответственно, а высоты равны
Наконец,
Ответ:
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| 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 выше | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: