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#56117

Дан тетраэдр ABCD.  На ребре AC  выбрана точка K  так, что AK :KC = 2 :3.  Также на ребрах AD,  BD  и BC  выбраны точки L,  M  и N  соответственно так, что KLMN  — квадрат со стороной 2.

a) Докажите, что BM :MD  = 2 :3.

б) Найдите расстояние от точки C  до плоскости (KLM  ),  если известно, что объем тетраэдра ABCD  равен 25.

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.  Тогда по теореме Фалеса

BM  :MD  =AL :LD  =AK  :KC = 2 :3

Что и требовалось доказать.

PIC

б) По условию KLMN  — квадрат, поэтому KL ⊥ KN.  В пункте а) мы доказали, что KL ∥ CD,  KN ∥ AB.  Значит, CD ⊥ AB.

В плоскости (ABD )  проведем перпендикуляр DH  к AB.  Рассмотрим плоскость (CDH ).  Прямая DH  лежит в ней, при этом AB  ⊥ DH.  Также прямая CD  лежит в (CDH  ),  при этом AB  ⊥ CD.  Значит, AB  ⊥(CDH  ).  Тогда

V     = V     + V     = 1⋅AH  ⋅S     + 1⋅BH ⋅S    = 1 ⋅AB ⋅S
 ABCD    ACDH    BCDH   3       CDH   3      CDH   3       CDH

В плоскости (CDH  )  проведем HS ⊥ CD.  Тогда

SCDH = 1 ⋅CD ⋅HS
       2

PIC

Значит,

        1      1           1
VABCD = 3 ⋅AB ⋅2 ⋅CD ⋅HS  = 6 ⋅AB ⋅CD ⋅HS

Рассмотрим треугольники AKL  и ACD.  Они подобны, так как имеют общий угол A  и KL ∥ CD.  Тогда

KL- = AK-= 2   ⇒   CD = 5 ⋅KL = 5
CD    AC   5            2

Рассмотрим треугольники CKN  и CAB.  Они подобны, так как имеют общий угол C  и KN  ∥AB.  Тогда

KN--  CK-   3           5        10
AB  = CA  = 5  ⇒   AB = 3 ⋅KN  = 3

Значит,

HS  = --VABCD---= --25---= 9
      16 ⋅AB ⋅CD   16 ⋅5 ⋅ 103

PIC

Прямая CD  параллельна плоскости (KLM ),  следовательно, расстояние от точки C  до (KLM  )  равно расстоянию от прямой CD  до (KLM  ).

Заметим, что HS  ⊥AB,  так как лежит в плоскости CDH,  а значит HS  ⊥KN.  Также HS ⊥ CD  по построению, а значит HS ⊥ KL.  Таким образом, HS ⊥ (KLM ).  Тогда если O  — точка пересечения HS  и (KLM  ),  то расстояние от C  до (KLM  )  равно SO.

Пусть в плоскости (ABD )  точка T  — это точка пересечения прямых ML  и DH;  в плоскости (ABC )  точка R  — это точка пересечения прямых KN  и CH.  Тогда O  — это точка пересечения T R  и HS  в плоскости (CDH ).

Прямые TR ∥ CD,  так как CD  ∥(KLM  ).  Значит,

HO- = HR- = AK-=  2  ⇒   SO = 3HS =  3⋅9= 5,4
OS    RC    KC    3           5      5

Таким образом, расстояние от точки C  до плоскости (KLM )  равно 5,4.

Ответ: б) 5,4
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!