Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 681258
i

Дана пра­виль­ная приз­ма ABCA1B1C1. Точка K лежит на ребре AB и делит его в от­но­ше­нии AK : KB  =  3 : 1. Точка L  — се­ре­ди­на ребра BC. Плос­кость α про­хо­дит через точки K и L и пе­ре­се­ка­ет ребра B1C1 и A1B1 в точ­ках M и N со­от­вет­ствен­но. Из­вест­но, что B1M : MC1  =  3 : 1.

а)  До­ка­жи­те, что MN ⊥ AB.

б)  Най­ди­те угол между плос­ко­стью α и плос­ко­стью ос­но­ва­ния приз­мы, если все рёбра приз­мы равны.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точка H  — се­ре­ди­на ребра AB, тогда пря­мая CH пер­пен­ди­ку­ляр­на этому ребру. От­ре­зок KL  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка CHB, зна­чит, он па­рал­ле­лен пря­мой CH, а сле­до­ва­тель­но, также пер­пен­ди­ку­ля­рен ребру AB. Плос­кость α пе­ре­се­ка­ет плос­ко­сти ABC и A1B1C1 по па­рал­лель­ным пря­мым, зна­чит, пря­мые MN и KL па­рал­лель­ны. А если одна из двух па­рал­лель­ных пря­мых пер­пен­ди­ку­ляр­на тре­тьей пря­мой, то и вто­рая ей пер­пен­ди­ку­ляр­на.

б)  Пусть  AB = 8x. Пусть также точки  M' и  N'  — про­ек­ции точек M и N на плос­кость ос­но­ва­ния приз­мы. Тогда эти точки  — се­ре­ди­ны от­рез­ков LC и HK со­от­вет­ствен­но. За­ме­тим, что  KB = 2x, а по­то­му  HK = 8x минус 6x = 2x и  N'K = x. Из пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков  NN'K,  MM'L, LKB и NMB1 со­от­вет­ствен­но по­лу­ча­ем:

 NK = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 64x в квад­ра­те плюс x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та x,

 ML = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 64x в квад­ра­те плюс 4x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 68 конец ар­гу­мен­та x = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та x,

 KL = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 16x в квад­ра­те минус 4x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 12 конец ар­гу­мен­та x = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x,

 NM = N'M' = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 36x в квад­ра­те минус 9x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 27 конец ар­гу­мен­та x = 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x.

Най­дем пло­щадь тра­пе­ции  KLM'N':

 S_KLM'N' = S_N'BM' минус S_KBL = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на синус 60 гра­ду­сов умно­жить на 6x умно­жить на 3x минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на синус 60 гра­ду­сов умно­жить на 4x умно­жить на 2x = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x в квад­ра­те минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x в квад­ра­те .

Пусть  L_1M = t, тогда в тра­пе­ции KLMN равны вы­со­ты:

 68x в квад­ра­те минус t в квад­ра­те = 65x в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x минус 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x минус t пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но 3x в квад­ра­те = t в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x минус t пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но 3x в квад­ра­те = t в квад­ра­те минус 3x в квад­ра­те плюс 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та xt минус t в квад­ра­те рав­но­силь­но 6x в квад­ра­те = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та xt рав­но­силь­но 3x = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та t рав­но­силь­но t = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x.

Сле­до­ва­тель­но, вы­со­та этой тра­пе­ции равна

 LL_1 = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 68x в квад­ра­те минус 3x в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та x,

а ее пло­щадь

 S_KLMN = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та x = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 195 конец ар­гу­мен­та x в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

По тео­ре­ме о пло­ща­ди про­ек­ции для ис­ко­мо­го угла φ по­лу­ча­ем:

 ко­си­нус \varphi = дробь: чис­ли­тель: S_KLM'N', зна­ме­на­тель: S_KLMN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x в квад­ра­те : дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 195 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 65 конец дроби ,

от­ку­да  \varphi = арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 65 конец дроби .

 

Ответ: б)  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 65 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 65 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: За­да­ния 14 ЕГЭ–2025