Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 690244
i

Ос­но­ва­ни­ем тре­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABC яв­ля­ет­ся рав­но­сто­рон­ний тре­уголь­ник АВС со сто­ро­ной  4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Бо­ко­вое ребро SC пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти ос­но­ва­ния и равно 2. Точки E и D  — се­ре­ди­ны ребер ВС и AB со­от­вет­ствен­но.

а)  До­ка­жи­те, что угол между SE и CD равен 45°.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние между пря­мы­ми SE и CD.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точка M  — се­ре­ди­на ребра BD. Тогда пря­мая ME па­рал­лель­на пря­мой CD и  левая круг­лая скоб­ка \widehatSE, CD пра­вая круг­лая скоб­ка = левая круг­лая скоб­ка \widehatSE, EM пра­вая круг­лая скоб­ка . Ме­ди­а­на рав­но­сто­рон­не­го тре­уголь­ни­ка  CD = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , по­это­му  EM = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби CD = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та . По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке SCE:

 SE = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SC в квад­ра­те плюс CE в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 12 конец ар­гу­мен­та = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

При­ме­няя тео­ре­му Пи­фа­го­ра для тре­уголь­ни­ков SCM и CMD, по­лу­ча­ем:

 SM = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: CM в квад­ра­те плюс SC в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: CD в квад­ра­те плюс DM в квад­ра­те плюс SC в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 24 плюс 2 плюс 4 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та .

По тео­ре­ме ко­си­ну­сов в тре­уголь­ни­ке SME:

 ко­си­нус \angle SEM = дробь: чис­ли­тель: SE в квад­ра­те плюс EM в квад­ра­те минус SM в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2SE умно­жить на EM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12 плюс 6 минус 30, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби = минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

от­ку­да  \angle SEM = 135 гра­ду­сов и  левая круг­лая скоб­ка \widehatSE, EM пра­вая круг­лая скоб­ка = 180 гра­ду­сов минус 135 гра­ду­сов = 45 гра­ду­сов.

б)  Про­ве­дем пря­мую CH па­рал­лель­но ребру AB, тогда  \angle EHC = 90 гра­ду­сов. Сле­до­ва­тель­но, пря­мая CD пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти SCH, а по­то­му ис­ко­мое рас­сто­я­ние равно рас­сто­я­нию от точки C до пря­мой SH. По по­стро­е­нию  CH = DM = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке SCH:

 SH = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SC в квад­ра­те плюс CH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4 плюс 2 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та .

Най­дем длину вы­со­ту пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка, про­ве­ден­ную из вер­ши­ны пря­мо­го угла:

 CT = дробь: чис­ли­тель: SC умно­жить на CH, зна­ме­на­тель: SH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 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 № 514
Методы геометрии: Свой­ства высот, Тео­ре­ма ко­си­ну­сов, Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Угол между пря­мы­ми, Рас­сто­я­ние от точки до пря­мой, Тре­уголь­ная пи­ра­ми­да