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#65515

Дана пирамида SABCD,  в основании которой лежит квадрат ABCD.  Сечение пирамиды — четырехугольник KLMN,  причем точки K,  L,  M,  N  лежат на ребрах SB,  SA,  SD  и SC  соответственно. Известно, что L  и M  — середины ребер SA  и SD,  а SK  :KB = 3:1.

а) Докажите, что KLMN  — трапеция и основания трапеции относятся как 2 :3.

б) Известно, что угол между плоскостью трапеции KLMN  и плоскостью основания ABCD  равен 30∘.  Найдите высоту пирамиды SABCD,  если площадь квадрата ABCD  равна 32, а площадь четырехугольника KLMN  равна 10√2.

Показать ответ и решение

а) Будем пользоваться следующей теоремой: если нам даны три попарно пересекающиеся плоскости, то их линии пересечения либо параллельны, либо все пересекаются в одной точке. Из этой теоремы следует, что если две из трех линий пересечения параллельны, то третья линия пересечения также им параллельна.

PIC

Так как AD  — линия пересечения плоскостей (SAD )  и (ABC ),  BC  — линия пересечения плоскостей (SBC )  и (ABC ),  и AD  ∥BC,  то l  — линия пересечения плоскостей (SAD )  и (SBC )  — параллельна AD.

Теперь рассмотрим три плоскости: (SAD ),  (SBC )  и (KLM ).  Так как L  и M  — середины SA  и SD,  то LM  ∥AD ∥ l,  следовательно, линия пересечения плоскостей (SBC )  и (KLM  )  — прямая KN ∥ l ∥LM.  Тогда по теореме Фалеса SN  :NC  = SK :KB  =3 :1.

Далее имеем: LM  = 12AD,  △SKN  ∼ △SBC,  значит, KN  = 34BC.  Но по условию ABCD  — квадрат, следовательно, AD = BC = a,  следовательно,       1   3
LM  = 2a< 4a = KN,  откуда следует, что KLMN  — трапеция. Также отсюда следует, что LM :KN  = 2:3.  Что и требовалось доказать.

б) Рассмотрим три плоскости (KLM  ),  (ABC )  и (SBC )  и их линии пересечения KN,  BC  и EF = (KLM  )∩(ABC ).  Так как KN  ∥BC,  то EF  ∥KN  ∥BC.  Пусть F = KL ∩ AB,  E = MN ∩ CD.

Проведем LL1 ⊥ (ABC )  и LT ⊥EF.  Тогда по теореме о трех перпендикулярах L1T ⊥ EF.  Следовательно, ∠LT L1 = 30∘.

PIC

Пусть LT ∩ KN = P.  Тогда так как KN ∥ EF,  то LP ⊥ KN,  следовательно, LP  — высота трапеции KLMN.  По теореме Фалеса LP :P T = LK :KF.  Найдем последнее отношение.

По теореме Менелая для △ASB  и прямой LF  имеем:

AL-⋅ SK-⋅ BF =1   ⇔   BF-= 1
LS  KB   FA           FA   3

Следовательно, AB = 2BF.

По теореме Менелая для △LF A  и прямой SB  имеем:

LK- ⋅ FB-⋅ AS = 1 ⇔   LK- =1
KF   BA   SL          KF

Следовательно, LP :PT = 1,  значит, LP = 1LT.
     2

Проведем SH  ∥LL1.  Тогда SH ⊥ (ABC ),  следовательно, SH  — искомая высота. Пусть SH  = h.  Тогда LL1 = 12h.  Так как ∠LTL1 = 30∘,  то LT = 2LL1 =h.  Следовательно,

     h
LP = 2-

Также заметим, что из SABCD  =32  следует, что           √-
a = AB = 4 2.  Тогда

10√2 = SKLMN = LM--+-KN-⋅LP = -12a+-34a⋅ h  ⇔   h= 8
                   2             2    2
Ответ: б) 8
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!