Новая Школа - онлайн-школа подготовки к ЕГЭ
При поддержке
Тренировки Пробники Статистика Карточки Учебник Об экзамене Учительская
  • Тренажёр заданий ЕГЭ
  • Тренажёр ЕГЭ по Профильной математике
  • Список заданий №14
  • Задание №14
  • Задание №89843 ЕГЭ Профильной математике

    Условие задания #89843

    №14 по КИМ

    В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD боковое ребро SA=12, а высота равна 4. На рёбрах ABCD и AS отмечены точки EF и K соответственно, причём BE=CF=12AK=3.
    а) Докажите, что плоскости SBC и KEF параллельны.
    б) Найдите объём пирамиды KSBC.

    Ответ

    Ответ:

    -

    Решение

    а) Докажем, что плоскости SBC и KEF параллельны.

    Введём прямоугольную систему координат, учитывая, что в основании правильной пирамиды квадрат ABCD и угол между диагоналями квадрата прямой .

    1. Найдём координаты точек S,B,C,K,E,F. В прямоугольном треугольнике SOA по теореме Пифагора 

    OA2=SA2SO2OA=12242=82.

    OC=OB=OD=OA=82, тогда сторона квадрата 

    AB=OAsin45°=8212=16AE=ABBE=1612=4.

    Проведём KNSO,SO(ABC), тогда KN(ABC) и KNOA,SAO~KAN по первому признаку подобия (SOA=KNA=90°,A — общий) ASAK=SOKN,123=4KN,KN=1.

    В прямоугольном треугольнике ANK по теореме Пифагора AN2=AK2KN2,AN=3212=22, тогда ON=OAAN=8222=62.EN — проекция KE на плоскость ABC, значит ANE прямоугольный и равнобедренный EN=AN=22.

    Получим S(0;0;4),B(0;82;0),C(82;0;0),K(62;0;1),E(62;22;0),F(22;62;0).

    2. Докажем, что векторы нормали к плоскостям SBC и KEF коллинеарны. Для плоскости SBC, вектор нормали n1(a1;b1;c1) перпендикулярен к обеим прямым SB и SC, поэтому он должен быть перпендикулярен к векторам SB(0;82;4) и SC(82;0;4).

    Получим систему 

    n1·SB=0n1·SC=00·a182·b14c1=0-82a1+0·b14·c1=0-22b1c1=0-22a1c1=0

    Пусть c1=1, тогда система примет вид 

    -22b1+1=0-22a1+1=0

    Её решение a1=24;b1=24.

    n1(24;24;1) — вектор нормали плоскости SBC .

    Для плоскости KEF, вектор нормали n2(a2;b2;c2) перпендикулярен к обеим прямым KE и KF, поэтому он должен быть перпендикулярен к векторам KE(0;22;1) и KF(82;62;1).

    Получим систему 

    n2·KE=0n2·KF=00·a222·b21·c2=0-82a2+62·b21·c2=0-22b2c2=0-82a2+62b2c2=0

    Пусть c2=1, тогда система примет вид 

    -22b2+1=082a2+62b2+1=0

    Её решение a2=24;b2=24.n2(24;24;1) — вектор нормали плоскости KEF.

    Векторы n1 и n2 равны, значит коллинеарны, следовательно плоскости SBC и KEF параллельны.

    б) Искомый объём V=13S·h, где S — площадь треугольника SBC, а высота пирамиды h — это расстояние от точки K до плоскости SBC.

    1. S=12SB·SC·sinα, где α — угол между прямыми SB и SCcosα=SB·SC|SB|·|SC|=0·(82)+(82)·0+(4)(4)12·12=16144=19.

    sinα=1cos2α=1181=459·S=12·12·12·459=325.

    2. Чтобы найти h необходимо найти уравнение плоскости SBC. Оно имеет вид ax+by+cz+d=0, где n(a;b;c) — вектор нормали этой плоскости. Согласно пункту а), один из векторов нормали n1(24;24;1). Значит, уравнение имеет вид 24x+24yz+d=0. Чтобы найти значение d подставим координаты точки S(0;0;4) в это уравнение, получим 4+d=0,d=4, тогда 24x+24yz+4=0 — уравнение плоскости SBC. Расстояние от точки K(62;0;1) до плоскости SBC

    h=|ax0+by0+z0+d|a2+b2+z2=|24·62+24·0+(1)·1+4|(24)2+(24)2+(1)2=1255, где x0,y0,z0 — координаты точки K.

    3. V=13·325·1255=128.

    Понятно ли решение?

    Похожие задания

    15
    Задание №53477Задание №58397Задание №53692Задание №89375Задание №89376Задание №89377Задание №89378Задание №89379Задание №89380Задание №2259Задание №56471Задание №56472Задание №56473Задание №56474Задание №56579
    Бесплатно

    Решай задачи ЕГЭ в приложении

    Скачивай наш Тренажер ЕГЭ на iPhone или Android и тренируйся в любое время и в любом месте!

    Саша — ассистент в телеграмме