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 №89844 ЕГЭ Профильной математике

    Условие задания #89844

    №14 по КИМ

    В правильной четырёхугольной призме ABCDA1B1C1D1 сторона основания AB=82, а боковое ребро AA1=16. Точка K — середина ребра A1B1. На ребре DD1 отмечена точка F так, что DF=4. Плоскость α параллельна прямой A1C1 и содержит точки K и A.
    а) Докажите, что прямая BF перпендикулярна плоскости α.
    б) Найдите объём пирамиды, вершина которой точка B, а основание — сечение данной призмы плоскостью α.

    Ответ

    Ответ:

    -

    Решение

    1. Построим сечение призмы плоскостью α.

    Грани ABCD и A1B1C1D1 параллельны, значит плоскость α пересекает их по параллельным прямым.

    По условию плоскость α параллельна прямой A1C1, то есть содержит прямую, параллельную A1C1. Поэтому, проведя через точку K прямую KP(P∈B1C1), параллельную прямой A1C1, и через точку A — прямую AC, параллельную прямой A1C1 (прямая AC содержит диагональ нижнего основания) получим трапецию AKPC — искомое сечение.

    2. Выберем прямоугольную систему координат, как показано на рисунке. Найдём координаты нужных точек: B(0;0;0),F(82;82;4),A(82;0;0),C(0;82;0),K(42;0;16),P(0;42;16).

    3. Рассмотрим векторы BF→(82;82;4),AP→(−82;42;16) и CK→(42;−82;16).

    Так как BF→·AP→=82(−82)+82·42+16·4=0, то BF→⊥AP→.

    Так как BF→·CK→=82·42+82·(−82)+4·16=0, то BF→⊥CK→.

    Отсюда следует, что BF⊥α по признаку перпендикулярности прямой и плоскости (BF перпендикулярна двум пересекающимся прямым плоскости).

    б) Искомый объём V=13S·h, где S — площадь четырёхугольника AKPC, а высота h — расстояние от точки B до плоскости α.

    1. SAKPC=12AP·CKsinβ, где β — угол между диагоналями AP и CK четырёхугольника AKPC.

    cosβ=AP→·CK→|AP→|·|CK→|=−82·42+42(−82)+16·16(−82)2+(42)2+162·(42)2+(−82)2+162=−64−64+256416=128416=413;|AP→|=|CK→|=416.

    sinβ=1−cos2β=1−16169=31713.

    Таким образом S=12·416·416·31713=4817.

    2. Чтобы найти h необходимо найти уравнение плоскости α. Оно имеет вид ax+by+cz+d=0, где n→(a;b;c) — вектор нормали этой плоскости.

    Согласно пункту а) одним из векторов нормали является вектор BF→(82;82;4).

    Значит, уравнение плоскости имеет вид 82x+82y+4z+d=0(1).

    Чтобы найти значение d подставим координаты точки A(82;0;0) в уравнение (1) и получим 82·82+d=0,d=−128.

    Уравнение плоскости α примет вид 82x+82y+4z−128=0.

    Найдём расстояние h от точки B(0;0;0) до плоскости сечения.

    h=|ax0+by0+cz0+d|a2+b2+c2=|82·0+82·0+4·0−128|(82)2+(82)2+16=3217, где (x0;y0;z0 ) — координаты точки B.

    V=13·S·h=13·4817·3217=512.

    Понятно ли решение?
    Реклама

    Похожие задания

    15
    Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89843Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №114489Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89507Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89506Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89505Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89504Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89503Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89380Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89379Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89378Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89377Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89376Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №89375Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №84967Профильная математика, ЕГЭ, задание 14 — №84916
    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