Тема 14. Задачи по стереометрии
14.01 Задачи №14 из ЕГЭ прошлых лет
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела задачи по стереометрии
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#30847

Точка M  — середина ребра SA  правильной четырехугольной пирамиды SABCD  с основанием ABCD.  Точка N  принадлежит ребру SB,  причем SN :NB  = 1:2.

a) Докажите, что плоскость (CMN  )  параллельна прямой SD.

б) Найдите площадь сечения пирамиды плоскостью (CMN  ),  если все ребра пирамиды равны 6.

Показать ответ и решение

а) Назовем плоскость (CMN  )  плоскостью α.  Пусть SH  — высота пирамиды, тогда α ∩SH = CM  ∩SH  = O.  Пусть NO  ∩BD  =K.  Прямые NK  и SD  лежат в одной плоскости (BSD ),  следовательно, если требуется доказать, что SD  ∥α,  то нужно доказать, что KN  ∥SD.

По теореме Менелая для △ASH  и прямой MC  :

AM--⋅ SO-⋅ HC-= 1 ⇔   -SO = 2
MS   OH   CA          OH    1

По теореме Менелая для △BSH  и прямой KN  :

SN-- BK--HO-          BK--  4
NB ⋅ KH ⋅ OS = 1  ⇔   KH  = 1

Следовательно, если KH  = x,  то BH  =3x,  значит, DK = DH  − KH = BH  − KH = 2x  и BK  :KD  = 4x:2x = 2:1= BN  :NS.  Следовательно, по обратной теореме Фалеса NK  ∥SD.

б) Если CK ∩AD  = P,  то четырехугольник CNMP  — сечение пирамиды плоскостью α.  Будем искать площадь сечения через площадь проекции этого многоугольника на плоскость основания пирамиды и угол между плоскостями сечения и основания.

Найдем cosϕ  — косинус угла между плоскостями α  и (ABC ).  Проведем HL ⊥ PC,  тогда по ТТП OL ⊥ PC  и ∠OLH  = ϕ.  Ищем сначала tgϕ = OH :HL.

△KCH  — прямоугольный (так как диагонали квадрата в основании правильной пирамиды взаимно перпендикулярны), KH  = x,  CH  =3x,  значит, CK = √10x.  Тогда HL = (KH  ⋅CH ) :CK = √3-x.
                      10

Так как все ребра пирамиды равны, то                √-   √ -
SB = AB = BD  : 2= 3  2x.  Следовательно,      √---2-----2  √ --2----2-
SH =  SB  − BH  =   18x − 9x = 3x.  Так как SO :OH  = 2:1,  то      1
OH = 3SH = x.

Следовательно,

     OH-   --x-   √10-            -3--
tg ϕ= HL  = √3-x =  3    ⇔   cosϕ = √19
            10

PIC

Теперь спроецируем CNMP  на плоскость (ABC ).  Тогда M ′ — проекция точки M  и середина AH,  N ′ — проекция точки N,  причем    ′  ′
BN  :N H = 2:1.  Получили четырехугольник   ′  ′
CN M P.

Так как △BCK  ∼ △DP  K,  то BC :DP = BK  :DK = 2 :1,  следовательно, P  — середина AD.  Следовательно,     ′
P M — средняя линия в △ADH,  значит, PM ′ ⊥ AC.

                              (          )       (      )
SCN′M ′P = SPM ′C +SN ′M ′C = 1M ′C  PM ′+ N′H  = 1⋅ 9x  3x+ x  = 45x2
                         2                  2  2   2        8

Тогда

                                          √--
      SCN-′M-′P-              45 2  -3--  15-19 2
cosϕ=  SCNMP    ⇒   SCNMP =  8 x :√19 =   8  x

Так как             √ -   √-
6x= BD  = AB  2= 6 2,  то    √ -
x=   2,  следовательно,

          √--
SCNMP = 15-19
          4
Ответ:

б) 15√19-
  4

Критерии оценки

Содержание критерия

Балл

Имеется верное доказательство утверждения пункта а) и обоснованно получен верный ответ в пункте б)

3

Обоснованно получен верный ответ в пункте б)

2

ИЛИ

имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки

Имеется верное доказательство утверждения пункта а)

1

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

Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше

0

Максимальный балл

3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!