Тема 14. Задачи по стереометрии
14.02 Задачи из сборника И.В. Ященко ЕГЭ
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#45316

В прямой пятиугольной призме ABCDEA1B1C1D1E1  высота AA1  равна 3√5,  BC  =CD  = 6,  а четырехугольльник ABDE  — прямоугольник со сторонами AB = 5,        √ -
AE  = 4 5.

а) Докажите, что плоскости CA1E1  и AED1  перпендикулярны.

б) Найдите объем многогранника CAED1B1.

Источники: Сборник И.В. Ященко 2024 г. Вариант 13

Показать ответ и решение

а) Сечение призмы плоскостью AED1  — четырехугольник AB1D1E.  Построим сечение призмы плоскостью CA1E1.  Назовем эту плоскостью плоскостью α.  Найдем линию пересечения α  и плоскости BB1D1.  Плоскости BB1D1  и AA1E1  параллельны, следовательно, плоскость CEE1  пересечет их по параллелльным прямым. Значит, если CE ∩BD  = X1,  то проведем X1X2 ∥ EE1.  Получается, что X2  — точка пересечения прямой CE1  с плоскостью BB  D ,
   1 1  а значит и плоскости α  с плоскостью BB  D .
   1 1  Так как BD ∥ AE ∥A1E1,  то α  пересечет плоскость BB1D1  по прямой MN  ∥ BD  (см.рис.). Следовательно, CNE1A1M  — сечение призмы плоскостью α.

Докажем, что ED1 ⊥ α.  Тогда по признаку получим, что AED1 ⊥ α.  EE1 ⊥ (A1B1C1),  D1E1 ⊥ A1E1  ⇒ по ТТП ED1 ⊥ A1E1.

Докажем, что ED1 ⊥ E1N,  то есть докажем, что            ∘
∠NOD1  = 90 .  План такой: 1) найдем ND1  и E1Nl  2) найдем cos∠D1NE1;  3) найдем NO;  4) докажем, что NO :ND1  = cos∠D1NE1.  Отсюда будет следовать, что ∠NOD1  = 90∘.

1.
Проведем CH  ⊥ AE.  CH ∩ BD = K  ⇒ CK ⊥ BD.  Так как △BCD  равнобедренный, то K  — середина BD.  Следовательно, по теореме Пифагора
      ∘------√---
CK  =  62 − (2 5)2 = 4

Так как KH ∥ AB,  то KH  = AB = 5.  Следовательно, CH  =9.

△CKX1  ∼ △CHE  ⇒

CX1   CK    4
CE--= CH- = 9

△CX1X2  ∼△CEE1  ⇒

X1X2   CX1    4
EE1--= -CE- = 9

ND = X1X2 = 4EE1
            9  ⇒ ND1 = 5EE1 = 5 ⋅3√5-= 5√5.
      9      9       3

По теореме Пифагора

      ∘ -----------
         2  ( 5√-)2   5√--
E1N  =  5 +   3 5   = 3 14
2.
∠D1NE1 = ϕ.
             ∘---
cosϕ = D1N- =   5-
      EN1      14
3.
△NOD   ∼ △E OE
      1     1  ⇒
-NO-   ND1-  5
OE1 =  EE1 = 9

Следовательно, можно принять NO  = 5x,
      9  OE1 = x.  Тогда E N = 14x
 1    9  ⇒

      5        5  5√--
NO  = 14E1N = 14 ⋅3 14
4.
       5- 5√--   ∘---
NO--=  145⋅3√14-=   5-= cosϕ
ND1     9 ⋅3 5     14

Таким образом, ED1 ⊥ E1N  и ED1 ⊥ A1E1  ⇒ ED1 ⊥ α  ⇒ (AED1 )⊥ α.

PIC

б) ABKH  — параллелограмм, следовательно, AH = BK  = 1BD.
           2  Следовательно, H  — середина AE.  Следовательно, CH  — медиана и высота в △ACE  ⇒ AC = CE.  Тогда △ABC   =△CDE  ⇒ VB1ABC = VD1CDE.

Объем многогранника CAED1B1  равен (V  — объем всей призмы)

V0 = V − 2 ⋅ VD1CDE −   VAA1B1EE1D1  −   VCB1C1D1
          тре◟уг.◝ п◜ира◞мида  пр◟ямаят◝р◜еуг. при◞зма тр◟еуг. п◝◜ирам◞ид&#x043
1.
Найдем                                             √- (   √ -       √ )
VABCDEA1B1C1D1E1 = V = AA1 ⋅(SABDE + SBCD )= 3 5⋅ 5⋅4 5+ 12 ⋅4⋅4 5 = 420
2.
Найдем VD1CDE = 1 ⋅DD1 ⋅SCDE.
         3
                                (   √-   1    √ -  1    √ -)     √ -
SCDE = (SABDE + SBCD − SACE):2 =  5⋅4 5 + 2 ⋅4⋅4 5− 2 ⋅9⋅4 5 :2 = 5 5

Следовательно,

         1  √-  √ -
VD1CDE =  3 ⋅3 5 ⋅5 5= 25
3.
Найдем                    1              √- 1   √-
VAA1B1EE1D1 = A1E1 ⋅2 ⋅AA1 ⋅A1B1 = 4 5⋅2 ⋅3 5⋅5 = 150
4.
Найдем            1               1  √ - 1    √ -
VCB1C1D1 = 3 ⋅CC1 ⋅SB1C1D1 = 3 ⋅3 5⋅2 ⋅4⋅4 5= 40

Следовательно,

V0 = 420− 25 ⋅2− 150 − 40 = 180.
Ответ:

б) 180

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!