Тема 14. Задачи по стереометрии
14.04 Задачи формата ЕГЭ на тела вращения. Шар, цилиндр, конус
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#39864

Дан конус с вершиной M  . На окружности его основания выбраны точки A,B,C  так, что ∠BMA   = ∠CMB  = ∠AMC  = α  .

Точка F  выбрана на дуге BC  окружности основания конуса, не содержащей точки A  , так, что объем пирамды MABF  C  наибольший.

а) Докажите, что объем пирамиды MABF  C  равен

          3∘ -(----------)
VMABFC =  r- 3 3 ctg2 α-− 1 ,
          6         2

где r  — радиус основания конуса.

б) Известно, что радиус основания конуса равен     √-
r = 6 6  ,    α  ∘ 5-
sin 2 =  7  . Найдите расстояние от точки F  до плоскости MAB  .

Показать ответ и решение

а) Боковые ребра пирамиды MABC  равны, так как это образующие конуса. Так как плоские углы при вершине M  равны, то пирамида правильная, следовательно, △ABC  равносторонний. Рассмотрим основание. Наибольший объем пирамида MABF  C  имеет тогда, когда наибольшую площадь имеет △BF  C  . Так как основание этого треугольника фиксировано, то наибольшую площадь он имеет, когда высота к AC  наибольшая. Следовательно, точка F  — середина дуги BC  . Тогда ∠BF C = 120∘ , следовательно, ∠ABF  = 90∘,  следовательно, AF  — диаметр.

Если r  — радиус окружности, описанной около правильного треугольникав, то сторона треугольника равна     √-
a= r 3  . Следовательно,

                √-      √ -
SABFC =2SABF = r 3 ⋅r = r2 3

Найдем MO  — высоту. Пусть CC1 ⊥AB  . Тогда MC1 ⊥ AB  .

                                   √ -
ctg α-= MC1  ⇒   MC1  = AC1ctg α-= r-3ctg α-
   2   AC1                    2    2     2

OC1 = r
      2  , следовательно, из △MOC1  :

      ∘ 3------α--1---  r∘ -----α----
MO  =   4r2ctg2 2 − 4 r2 = 2 3ctg2 2 − 1

PIC

Следовательно, объем

             ∘ ----------         ∘----------
VMABFC = 1 ⋅ r 3ctg2 α− 1⋅r2√3 = r3 3 ctg2 α-− 1
         3  2       2           6       2

Чтд.

б) CP  — перпендикуляр на (AMB )  . Пусть FH ⊥ (AMB )  . Тогда если K = AB ∩ FC  , то по подобию F H :C = F K :CK  .

∠F AC = 30∘,  следовательно, FC = FB = r.  ∠AKC  = 30∘ , следовательно,       1
BF  = 2KF,  то есть KF = 2r.

PIC

Таким образом,

FH    FK    2            2
CP- = CK- = 3  ⇔   FH  = 3CP

Пусть CC1 ⊥ AB  . Тогда для △MCC1  :

1                  1                  2    2     2    2
2MO  ⋅CC1 = SMCC1 = 2CP  ⋅MC1    ⇔   MO  ⋅CC 1 = CP ⋅MC 1

Следовательно,

        2(    2 α  )
CP 2 = 3r-3ctg-2 −-1
          4ctg2 α2

Тогда

         ∘ ----2 α---
FH = √r-⋅  3ctg-2α− 1
       3     ctg22

Так как        ∘--
sin α =  5
   2     7  , то        ∘ --
ctg α =  2,
   2     5  следовательно,

          ∘ -------
     6√6-   3⋅ 25 − 1
FH = -√3-⋅  ---2---= 6.
               5
Ответ:

б) 6

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!