Тема . Счёт отрезков в стерео

Теорема косинусов, теорема Пифагора, использование теоремы о трёх перпендикулярах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела счёт отрезков в стерео
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#105234

Основанием пирамиды TABCD  является ромб ABCD.  Высота пирамиды TK  равна 1, точка K  лежит на прямой, содержащей диагональ основания AC,  причем KC = KA +AC.  Боковое ребро TC  равно √ -
2 2,  а боковые грани наклонены к плоскости основания под углами   ∘
30 и  ∘
60.  Найдите длину стороны основания и угол между боковым ребром T A  и плоскостью боковой грани TCD.

Источники: ШВБ - 2020, 11 класс (см. olymp.bmstu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Чтобы найти сторону основания, нужно собрать про него побольше информации. Нам даны углы наклона боковых плоскостей к основанию, а также длина высоты. С помощью этого можно найти длины некоторых отрезков в основании, используя теорему о трёх перпендикулярах.

Подсказка 2

Проведите перпендикуляр из K к прямым AB и DC. Обозначьте точки пересечения с ними M и N. Как раз там и будут углы между боковыми плоскостями и основанием. Теперь вы можете легко посчитать KM, KN, CK. А дальше небольшой счёт в ромбе даст вам длину стороны.

Подсказка 3

Давайте теперь построим угол между TA и TCD. Для этого нам нужен перпендикуляр из точки A на плоскость TCD. Пусть FA || TK и F лежит на TC, а AL || DC и L лежит на MC. Может поискать его в плоскости AFL?

Показать ответ и решение

Обозначим точки пересечения прямых AB  и CD  с перпендикуляром из точки K  к этим прямым за N  и M  соответственно.

PIC

Тогда, так как угол         ∘
KNT = 60 и TK  — перпендикуляр к плоскости основания, получаем. что

               √-
KN = tTgK60∘ = TK3-3

Аналогично для угла KMT  =30∘

                          √-
KM  = T-K--=TK √3, NM  = 2-3TK
      tg30∘                3

Так как треугольник TKC  прямоугольный с гипотенузой T C,  то по теореме Пифагора

     ∘---------
KC =  T C2− TK2

Аналогично для треугольника KCM

     ∘---2-----2  ∘ --2-----2-
MC =  KC  − KM  =   TC − 4TK

Пусть ∠ACD = α,  тогда

sinα = KM-,  cosα = MC-
      KC          KC

По формуле синуса двойного угла получим

       2KM--⋅MC--
sin2α =   KC2

Тогда сторона основания равна

         MN
a =AD = sin-2α-

Откуда получаем

           2       2     2
a= √T-K⋅KC--- = √TC-2− TK-2-= 76
     3KM ⋅MC    3 TC − 4TK

                 √ -         √-
AK = KN--= KC-⋅TK--3= KC-⋅TK√--3
     sinα     3KM        3TK  3

Так как TK = 1,  то

AK-   1
KC  = 3

Проведем AF ∥T K,  так как KC = AK +AC,  то KA :AC = 1:2,  откуда получим

     2TK
FA = -3--

Построим перпендикуляр AL ⊥ MC.  Так как ANML  — прямоугольник, то

          √ -
AL= MN  = 2-3TK
           3

Из прямоугольного треугольника AF L  получаем

     ∘---2----2  4
FL =  F A + AL = 3TK

Построим AP ⊥ FL, AP ⊥ TDC, TP  — проекция TA  на плоскость TDC,  угол AT P  — искомый угол. ∠ATP = φ,  тогда

     AP       √3TK         √3TK          √3TK      √3
sinφ= T-A = 3√T-K2+-AK2-= √8TK2-+-TC2 = √8TK2+-TC2-=-4-

        √ -
φ = arcsin--3
         4
Ответ:

 7     √3-
6 , arcsin 4

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!