Тема 14. Задачи по стереометрии

14.16 Угол между плоскостями

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#19807

Точки K,  L  и M  являются серединами ребер AB,  SC  и SD  соответственно правильной шестиугольной пирамиды SABCDEF.

а) Докажите, что плоскость, проходящая через точки K,  L  и M,  делит ребро SB  пирамиды в отношении 3 :1.

б) Найдите угол между плоскостью (KLM  )  и плоскостью основания пирамиды, если известно, что AB = 5,  SK  =10.

Показать ответ и решение

Обозначим через α  плоскость сечения.

Пусть N  — середина FE,  тогда по обратной теореме Фалеса NK  ∥F A ∥EB.  Кроме того, F A∥ DC  как противолежащие стороны правильного шестиугольника, ML  ∥DC  как средняя линия в треугольнике SDC.  Таким образом, NK  ∥ML,  следовательно, N ∈ α.

Все точки прямой NK  принадлежат α,  при этом NK ∈ (ABC ),  следовательно, P = NK  ∩BC  также принадлежит α.

Все точки прямой PL  принадлежат α,  при этом PL ∈ (SBC ),  следовательно, O = PL ∩SB  также принадлежит α.

Таким образом, мы построили точку O  пересечения α  с ребром SB.  Заметим, что на картинке изображено неполное сечение, но от нас и не требовалось его строить.

PIC

Рассмотрим четырехугольник NEBP.  Он является параллелограммом, так как NE ∥ PC  и NK  ∥EB.  Следовательно,

BP = NE = 1F E = 1BC   ⇒   BP :P C = 1 :3
          2      2

С учетом CL :LS = 1:1  запишем теорему Менелая для треугольника BSC  и прямой PL :

CL-⋅-SO ⋅ BP =1   ⇒   1⋅ SO-⋅ BP = 1 ⇒   SO- = PC-= 3
LS  OB   PC             OB  P C          OB    BP

б) Обозначим через Q  середину DC,  через O  — центр основания пирамиды. Прямая QO  пересечет отрезок NK  в его середине R.

Прямая NK  — прямая пересечения α  и плоскости основания. Отрезок QR ⊥ NK  , так как картинка в основании симметрична относительно прямой QO.  Отрезок T R ⊥NK  как отрезок, соединяющий середины оснований равнобедренной трапеции NMLK.  Таким образом, угол QRT  равен искомому углу между плоскостями.

PIC

По условию имеем:

SQ =SK  = 10   ⇒   TQ = 5

OD  = DC = CO = 5

Cледовательно,      5√3
OQ =  2  как высота в равностороннем треугольнике со стороной 5. Из параллельности и симметрии имеем:

     1     1      5√3
OR = 2OJ = 2OQ  = -4--

Пусть U  — точка пересечения SO  и RT.  С учетом OR :RQ = 1 :3  запишем теорему Менелая для треугольника OSQ  и прямой RT :

QT-⋅ SU ⋅ OR-= 1 ⇒   -SU = RQ-⋅ TS-= RQ-⋅1 =3
TS  UO   RQ          UO    OR   QT   OR

Тогда UO  = 1SO.
      4  По теореме Пифагора для треугольника SQO :

                  ∘ --------   --              --
     ∘---2-----2         75-  5√13-           5√13-
SO =  SQ  − QO  =   100 − 4 =   2    ⇒   UO =   8

Из прямоугольного треугольника RUO  получаем

               5√13   √--
tg∠ORU  = UO-= --8√- = -1√3-
          OR    543   2 3

Значит, искомый угол между плоскостями равен

            √--
∠ORU  =arctg -1√3-
            2 3
Ответ:

б)     √13-
arctg2√3

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 онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и 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!