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#56116

Дан тетраэдр ABCD.  На ребре AC  выбрана точка K  так, что AK :KC = 3 :7.  Также на ребрах AD,  BD  и BC  выбраны точки L,  M  и N  соответственно так, что KLMN  — квадрат со стороной 3.

а) Докажите, что ребра AB  и CD  взаимно перпендикулярны.

б) Найдите расстояние от точки B  до плоскости (KLM ),  если объем тетраэдра ABCD  равен 100.

Показать ответ и решение

а) Так как KLMN  — квадрат, то KL = KN,  KL ⊥ KN,  KL ∥MN,  KN  ∥ML.

Докажем, что KN  ∥AB.  Аналогично будет доказываться, что KL ∥CD.

Рассмотрим плоскости (KLM ),  (ABC )  и (ABD ).  Их линии пересечения KN,  AB  и ML  либо параллельны друг другу, либо пересекаются в одной точке. Так как две из трех линий KN  и ML  друг другу параллельны, то и третья линия AB  им параллельна. Следовательно, KN  ∥AB  ∥ML.

Значит и KL ∥ CD ∥MN.  Так как KLMN  — квадрат, то KL ⊥ KN.  Следовательно, AB  ⊥CD.  Что и требовалось доказать.

PIC

б) Докажем мини-задачу: если a  и b  — противоположные ребра тетраэдра, d  — расстояние между ними, α  — угол между ними, то объем этого тетраэдра равен 1 abdsinα.
6

Рассмотрим призму MNKP  M1N1K1P1,  в основании которой лежит четырехугольник MNKP,  диагонали которого соответственно равны и параллельны двум противоположным ребрам данного тетраэдра: MK  = a,  NP  = b,  ∠(MK,  NP )= α.  Тогда расстояние между основаниями призмы равно d.  Значит, объем этой призмы

V = d⋅ 1absinα
      2

PIC

Распишем, чему равен объем данного тетраэдра M1NK1P  :

            (                                     )
            |                                     |     ( 1    1 )   1    1
VM1NK1P = V−|(VM◟1MNP--+◝◜VK1NKP◞+V◟NM1N1K1-+◝◜VPM1K1P1◞|) = V−  3V + 3V  = 3V = 6abdsin α
                 =VM1MNKP          =VNM1N1K1P1

PIC

Заметим, что так как AB ∥ (KLM  ),  то расстояние от любой точки прямой AB  до этой плоскости будет одинаковым.

Проведем CS ⊥ AB.  Тогда AB ⊥ (CSD ).  Проведем SP ⊥ CD.  Пусть SP ∩ (KLM  )= H.  Тогда SH  ⊥ (KLM  ),  так как SH ⊥ KN  ∥AB  и SH  ⊥KL  ∥CD.  Следовательно, SH  — искомое расстояние.

Из △ CKN  ∼ △CAB  следует, что       7
KN  = 10-AB = 3.  Следовательно, AB =  30-.
      7  Аналогично KL = -3CD  = 3,
     10  откуда CD = 10.

Из доказанной формулы следует, что объем тетраэдра ABCD  равен

    1                             1  30
V = 6 ⋅CD ⋅AB ⋅SP ⋅sin90∘ ⇔   100= 6 ⋅7-⋅10⋅SP   ⇔   SP = 14

Так как по теореме Фалеса AK :KC  = SF :FC = SH :HP = 3 :7,  то SH  :SP  =3 :10.

Тогда

SH = -3SP = 4,2
     10
Ответ: б) 4,2
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!