Тема Задачи №14 из ЕГЭ прошлых лет

№14 из ЕГЭ 2019

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#15530Максимум баллов за задание: 3

Дана пирамида SABC,  в которой                     √ --
SC = SB = AB = AC =   17,             √-
SA = BC = 2 5.

а) Докажите, что ребро SA  перпендикулярно ребру BC.

б) Найдите расстояние между ребрами BC  и SA.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть E  — середина SA,  тогда CE  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике CSA,  BE  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике BSA.

PIC

Тогда SA ⊥ CE  и SA ⊥ BE,  следовательно, SA ⊥ (CEB ).  Так как CB  лежит в (CEB ),  то SA ⊥ CB.

б) Треугольники CSA  и BSA  равны по трем сторонам, так как SA  — общая, CS = CA = BS = BA,  следовательно, их медианы тоже равны: CE = BE.

PIC

Проведем медиану EM  в равнобедренном треугольнике ECB.  Отрезок EM  перпендикулярен прямой SA,  так как лежит в плоскости (CEB )  и по пункту а) SA ⊥ (CEB ).  Кроме того, отрезок EM  перпендикулярен CB,  так как медиана к основанию в равнобедренном треугольнике является высотой. Получили, что EM  перпендикулярен SA  и CB,  следовательно, его длина равна расстоянию между SA  и CB.

Осталось найти длину EM.  По теореме Пифагора для треугольника EAB  :

                   ∘ -----(---)2--
EB  =∘AB2--−-EA2-=   AB2−   SA-  = √17-− 5 = 2√3
                             2

По теореме Пифагора для треугольника EMB   :

                    ∘------(----)2
EM  = ∘EB2-−-MB2- =  EB2 −   CB-  = √12-− 5-= √7
                              2
Ответ:

б) √ -
  7

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#18134Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной пирамиде SABC  точка P  делит сторону AB  в отношении 2 :3,  считая от вершины A.  Точка K  делит сторону BC  в отношении 2:3,  считая от вершины C.  Через точки P  и K  параллельно ребру SB  проведена плоскость w.

а) Докажите, что сечение пирамиды плоскостью w  является прямоугольником.

б) Найдите расстояние от точки S  до плоскости w,  если известно, что SC = 5,  AC = 6.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть заданная в условии плоскость пересекает SC  и SA  в точках L  и Q  соответственно. Тогда

KL ∥SB ∥ PQ

Из параллельности следует, что △ CKL  ∼△CBS  с коэффициентом     CK-
k1 = CB ,  а также △ AP Q ∼△ABS  с коэффициентом k2 = AP-.
    AB

Из подобия имеем

KL = BS ⋅k1, PQ = BS ⋅k2,

причем по условию

k = k = 2.
1    2  5

Получили, что KL  равен и параллелен P Q,  значит, KLQP  — параллелограмм. Осталось доказать, что KL  ⊥ KP,  из этого будет следовать, что KLQP  является прямоугольником.

PIC

Пусть O  — проекция точки S  на плоскость (ABC ),  тогда O  — центр равностороннего треугольника △ ABC,  а значит, прямая BO  — биссектриса, медиана и высота, так как пирамида правильная. Точка H  — пересечение прямых BO  и AC,  BH  ⊥ AC.  Тогда по обратной теореме Фалеса

BK :KC  = BP :PA   ⇒   KP ∥ CA   ⇒   KP ⊥ BH

Кроме того, с привлечением теоремы о трех перпендикулярах имеем:

SO ⊥ (ABC ), ON ⊥KP    ⇒   SN ⊥ KP

Тогда получаем

KP ⊥ SN, KP  ⊥ ON   ⇒   KP ⊥ (SNB )  ⇒   KP  ⊥SB

Вспомним, что SB ∥KL ∥ PQ,  тогда KP ⊥ KL,  значит, KLQP  — прямоугольник.

б) SB ∥ w,  значит, расстояние от S  до w  равно расстоянию от прямой SB  до плоскости w.

Пусть T  — основание перпендикуляра из H  на SB,  M  — точка пересечения HS  и LQ.

В пункте а) мы уже показали, что плоскость (SMB )  перпендикулярна прямым KP  и LQ,  а значит и всей плоскости w.

Точка H  также лежит в плоскости (SMB ),  получаем, что часть отрезка TH,  заключенная между отрезками SB  и MN,  и есть искомое расстояние.

PIC

Найдем отрезок BH  — высоту в равностороннем треугольнике △ ABC :

     √3-     √ -
BH = -2-⋅6= 3  3

По теореме Пифагора для △ SCH  :

     ∘ ----------
SH =   SC2− CH2 = 4

Пусть T S = x,  тогда по теореме Пифагора для △ SHT  :

      ∘--------  ∘ ------
HT  =  SH2 − x2 =  16− x2

При этом BT = SB − ST = 5− x,  тогда по теореме Пифагора для △ BHT  :

     ∘ ------------- ∘ -----------
HT =   HB2 − (5 − x)2 = 27− (5− x)2

Приравняем

pict

Тогда

     ∘-------   √ --
           49  3--39-
HT =  16 − 25 =  5

Треугольники △ HNM  и △ HBS  подобны с коэффициентом 2 :5,  поэтому нужная нам часть отрезка HT  равна

   √ --   √ --
3⋅ 3-39= 9--39-
5   5     25

PIC

Ответ:

б) 9√39-
 25

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#18356Максимум баллов за задание: 3

В конусе с вершиной S  и центром основания O  радиус основания равен 13, а высота равна  √--
3 41.  Точки A  и B  — концы образуюших, M  — середина SA,  N  — точка в плоскости основания такая, что прямая MN  параллельна прямой SB.

a) Докажите что ∠ANO  — прямой угол.

6) Найдите угол между MB  и плоскостью основания, если AB = 10.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Обозначим через N  середину отрезка AB  и покажем, что на самом деле это та самая точка N  из условия задачи. Отрезок MN  ∥SB  как средняя линия в треугольнике ASB.  При этом мы знаем, что через M  можно единственным способом провести прямую, параллельную SB,  значит, MN  и является этой самой прямой.

PIC

Рассмотрим треугольник AOB.  Он равнобедренный, поскольку OA = OB  как радиусы основания конуса. Точка N  — середина AB,  тогда ON  является медианой, а значит и высотой в равнобедренном треугольнике AOB.  Получили ON  ⊥ AB,  что и требовалось доказать.

б) Угол между прямой и плоскостью есть угол между этой прямой и ее проекцией эту плоскость. Отрезок SO  перпендикулярен плоскости основания, следовательно, AO  является проекцией AS  на плоскость основания. Тогда проекцией середины M  отрезка AS  будет середина M ′ отрезка AO.  Получили, что M ′B  является проекцией MB  на плоскость основания и искомый угол равен углу MBM  ′.

PIC

Отрезок MM  ′ является средней линией в треугольнике ASO,  тогда имеем:

MM  ′ = 1SO = 3√41
       2     2

Найдем    ′
BM по формуле для медианы через стороны треугольника OBA  :

                                                   ---     --
   ′  1∘ ----2-----2-----2  1∘ ----2------2----2  √369-  3√41-
BM  = 2  2BO  + 2BA − AO  = 2  2⋅13 + 2⋅10 − 13 =   2  =   2

Тогда из прямоугольного треугольника MBM  ′ :

               ′   3√41
tg∠MBM   ′ = MM-′-= 23√41-= 1 ⇒   ∠MBM  ′ = 45∘
            BM     --2-
Ответ:

б)   ∘
45

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 4#26365Максимум баллов за задание: 3

В правильном тетраэдре ABCD  точки K  и M  — середины рёбер AB  и CD  соответственно. Плоскость α  содержит прямую KM  и параллельна прямой AD  .

а) Докажите, что сечение тетраэдра плоскостью α  — квадрат.

б) Найдите площадь сечения тетраэдра ABCD  плоскостью α  , если        √-
AB  = 2 3  .

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть точки L  , N  — середины ребер AC  и BD  соответственно. Тогда M L  — средняя линия треугольника ACD  , значит, M L ∥ AD  . Аналогично N K ∥ AB  , следовательно N K ∥ M L  .

Значит, точки N  , K  , M  , L  лежат в одной плоскости, которая параллельна прямой AD  , следовательно, это и есть плоскость α  .

Так как тетраэдр правильный, его грани — это равные правильные треугольники. Тогда их средние линии попарно равны, в частности, N M  = M L = KL = N K  , значит, KLM  N  — ромб.

Рассмотрим треугольники BLD  и CKD  . В них BD = CD  и BL = DL  = CK  = DK  , так как тетраэдр ABCD  правильный. Тогда △ BLD  = △CKD  по третьему признаку равенства треугольников. В равных треугольниках соответственные элементы равны, значит, равны и их медианы, то есть LN = KM  . Следовательно, KLM  N  — квадрат.

PIC

б) Площадь квадрата KLM  N  равна

                ( BC )2   (√-)2
SKLMN  = KL2  =   ----  =   3   = 3
                   2
Ответ:

б) 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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 5#26366Максимум баллов за задание: 3

В кубе ABCDA1B1C1D1  рёбра равны 1. На продолжении отрезка A1C1  за точку C1  отмечена точка M  так, что A1C1 = C1M,  а на продолжении отрезка B1C  за точку C  отмечена точка N  так, что B1C = CN.

a) Докажите, что MN  = MB1.

б) Найдите расстояние между прямыми B1C1  и MN.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Рассмотрим треугольник A1B1M  . В нем A1B1 = 1  ,               √ -
A1M = 2A1C1 = 2 2  и             ∘
∠B1A1M  = 45 . Тогда по теореме косинусов:

                                                        √- √2
B1M2 = A1B21 +A1M2  − 2A1B1 ⋅A1M ⋅cos∠B1A1M =1 +8 − 2 ⋅1⋅2 2⋅-2 =5

Отсюда B1M = √5.

Рассмотрим треугольник B1CM  . В нем B1C = √2  , B1M  = √5  и CM  = ∘CC2--+C1M2--=√3
          1  . Тогда по теореме косинусов:

    2      2     2                                        2√10-
CM   = B1M  + B1C − 2B1M ⋅B1C ⋅cos∠MB1C    ⇒   cos∠MB1C  =   10

Рассмотрим треугольник B1MN  . В нем       √ -
B1M  =  5  ,               √-
B1N = 2B1C = 2 2  и             √--
cos∠MB1C  = 21100  . Тогда по теореме косинусов:

                                                   √ -  √-  √ --
MN2  = B1M2 + B1N2− 2B1M ⋅B1N ⋅cos∠MB1C  = 5+ 8− 2⋅  5⋅2 2⋅ 2-10= 5
                                                             10

Отсюда MN  = √5= B1M.

PIC

б) Заметим, что B1C1 ⊥ (CC1D )  . Тогда проекцией прямой B1C1  на плоскость (CC1D )  является точка C1  .

Найдем проекцию MN  на плоскость (CC1D )  . Пусть точка M1  — такая точка на продолжении отрезка C1D1  за точку C1  , что C1D1 = C1M1  . Тогда M1  — проекция точки M  на (CC1D )  , так как A1M1MD1  — параллелограмм и A1D1 ⊥ (CC1D )  .

Пусть точка N1  — такая точка на продолжении отрезка CC1  за точку C  , что CC1 =CN1  . Тогда N1  — проекция точки N  на (CC1D )  , так как B1N1NC1  — параллелограмм и B1C1 ⊥ (CC1D )  .

PIC

Тогда по построению прямая B1C1  параллельна плоскости (MNN1M1  )  и искомое расстояние равно расстоянию между этими прямой и плоскостью. При этом перпендикуляр из точки C1  к прямой M1N1  по построению перпендикулярен двум прямым плоскости (MNN1M1  )  .

Тогда расстояние между прямыми B1C1  и MN  равно расстоянию между точкой C1  и прямой M1N1  .

Рассмотрим треугольник N1C1M1  . В нем C1M1 ⊥ C1N1  , C1M1 =C1D1 = 1  и C1N1 = 2CC1 = 2  . Значит, по теореме Пифагора        √-
N1M1 =  5  . Высота прямоугольного треугольника, опущенная из вершины прямого угла на гипотенузу, равна       √-
1√⋅52= 255  . Значит, расстояние между прямыми B1C1  и MN  равно  √-
255  .

Ответ:

б) 2√5-
 5

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 6#26367Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной пирамиде SABC  сторона основания AB  равна 9, а боковое ребро SA = 6.  На рёбрах AB  и  SC  отмечены точки K  и M  соответственно, причём AK :KB  = SM :MC  = 2:7.  Плоскость α  содержит прямую KM  и параллельна прямой SA.

a) Докажите, что плоскость α  делит ребро SB  в отношении 2:7,  считая от вершины S.

б) Найдите расстояние между прямыми SA  и KM.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть плоскость α  пересекает ребро SB  в точке N.  По условию α ∥SA,  значит, она пересекает грань SBA  по прямой, параллельной SA,  следовательно, SA ∥ KN.  Тогда по теореме о пропорциональных отрезках точка N  делит ребро SB  в отношении

SN--= AK--= 2
NB    BK    7

 

PIC

 

б) Пусть плоскость α  пересекает ребро AC  в точке L.  Аналогично предыдущему пункту получим, что AL :LC = SM  :MC = 2 :7.  Тогда AL :LC = AK :KB,  значит, по теореме, обратной теореме о пропорциональных отрезках, KL  ∥BC.

Пусть H  — середина стороны BC.  Тогда AH  — высота, медиана и биссектриса равностороннего треугольника ABC.  Пусть R  — точка пересечения KL  и AH.  По теореме о пропорциональных отрезках AR  :RH = AK :KB  = 2:7.

Пусть Q  — точка пересечения SH  и плоскости α.  Так как SA ∥ α,  то плоскость α  пересекает плоскость SAH  по прямой, параллельной SA,  то есть SA ∥QR.  Тогда SQ :QH = AR :RH  = 2:7.

Заметим, что так как прямая SA ∥ α,  то искомое расстояние от прямой SA  до прямой KM  равно расстоянию между параллельными прямыми SA  и QR.

 

PIC

 

Рассмотрим треугольник SAH,  пусть HT  — его высота. Тогда прямая QR  ∥SA,  делящая стороны HA  и HS  в отношении 7:2,  считая от вершины H,  делит высоту HT  в том же отношении. Значит, расстояние между прямыми QR  и SA  равно 2
9HT.

Найдем длины сторон треугольника SAH.  По условию SA = 6.  Отрезок AH  — высота равностороннего треугольника ABC  со стороной 9, значит,        √-
AH  = 923.  Отрезок SH  — медиана равнобедренного треугольника BSC,  значит, и высота. По теореме Пифагора для треугольника SBH :

                       (    )2      (  )2
SH2 = SB2 − BH2 = SB2 −  BC-  = 62−   9  = 144-− 81 = 63
                          2           2       4      4

Запишем теорему косинусов для треугольника SAH  :

   2     2     2
SH  = AH  + SA  − 2⋅AH ⋅SA cos∠SAH

Подставив значения сторон, найдем cos∠SAH  :

                 √-
63= 243 +36− 2 ⋅ 9-3⋅6 cos∠SAH
4    4           2

 √ -                             √3
54  3cos∠SAH = 81  ⇒   cos∠SAH  = -2-

 

PIC

 

Рассмотрим треугольник HT A.  В нем HT ⊥ TA,  поэтому

                    √-  √-
AT = AH cos∠SAH  = 9-3-⋅-3-= 27
                    2    2   4

Следовательно,

                  ∘ ---------  ∘----    -
     ∘ --2-----2-   243  792     243-  9√3-
HT =   AH  − AT =    4 −  16 =   16 =  4

Тогда расстояние между прямыми KM  и SA  равно

                                 √ -  √ -
ρ(KM; SA )= ρ(QR;SA )= 2HT  = 2⋅ 9-3= --3
                       9      9  4     2
Ответ:

б) √3-
2

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 7#26368Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной пирамиде SABC  точка K  делит сторону SC  в отношении 1 :2,  считая от вершины S,  точка    N  делит сторону SB  в отношении 1 :2,  считая от вершины S.  Через точки N  и K  параллельно прямой SA  проведена плоскость ω.

a) Докажите, что сечение пирамиды плоскостью ω  параллельно прямой BC.

б) Найдите расстояние от точки B  до плоскости ω,  если известно, что SA = 9,  AB = 6.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) По условию SK :KC = SN :NB  = 1:2,  значит, по теореме о пропорциональных отрезках прямые KN  и BC  параллельны. Поскольку прямая BC  параллельна лежащей в плоскости сечения прямой KN,  она параллельна и самой плоскости сечения ω  по признаку параллельности прямой и плоскости.

PIC

б) Пусть H  — середина BC.  Проведём SH  и AH,  и пусть плоскость (SHA )  пересекает ω  по прямой QR.  Тогда  QR  и SA  параллельны, а расстояние от точки B  до плоскости ω  равно расстоянию от точки H  до плоскости ω.

Пусть HT  — высота треугольника SAH,  тогда отрезок HT  перпендикулярен ребру SA.  В силу параллельности SA  и QR,  отрезки HT  и QR  также перпендикулярны.

Кроме того, ребро BC  перпендикулярно плоскости (SHA )  по признаку перпендикулярности прямой и плоскости, а потому и BC  перпендикулярно HT.  Но BC  параллельно NK,  поэтому HT  и NK  перпендикулярны.

Тем самым прямая HT  перпендикулярна двум пересекающимся прямым NK  и QR,  лежащим в плоскости сечения, а значит, и всей плоскости сечения. Пусть HT  пересекает QR  в точке P.  Тогда HP  — искомое расстояние.

PIC

Рассмотрим треугольник SAH.  Найдем длины его сторон. По условию SA = 9.  Отрезок AH  — высота равностороннего треугольника ABC  со стороной 6, значит,       √-   √ -
AH = 623 =3  3.  Отрезок SH  — высота равнобедренного треугольника BSC.  По теореме Пифагора для треугольника SBH :

                       (   )        ( )
SH2 =SB2 − BH2 = SB2 −  BC-  2 = 92− 6 2 = 81 − 9 = 72
                         2           2

Запишем теорему косинусов для треугольника SAH  :

SH2 = AH2 + SA2 − 2⋅AH ⋅SA cos∠SAH

Подставив значения сторон, найдем cos∠SAH  :

               √-
72= 27+ 81− 2⋅3 3⋅9cos∠SAH

                                  √ -
54√3 cos∠SAH  = 36  ⇒   cos∠SAH = 2--3
                                   9

PIC

Рассмотрим треугольник HT A.  В нем HT ⊥ TA,  поэтому

                   √-  2√3
AT = AH cos∠SAH  = 3 3 ⋅-9--= 2

Следовательно,

      ∘----------  √-----  √ --
HT  =  AH2 − AT 2 = 27 − 4 = 23

Заметим, что в треугольнике SAH  прямые QR  и SA  параллельны и SQ :QH = 1:2,  значит, по теореме, обратной теореме о пропорциональных отрезках, TP :PH = 1 :2,  следовательно, HP  = 23HT.

Тогда расстояние от точки B  до плоскости ω  равно

                                 √ --
ρ (B; ω)= ρ(H;ω)= 2 HT = 2 ⋅√23-= 2--23-
                 3      3         3
Ответ:

б) 2√23-
 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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 8#26369Максимум баллов за задание: 3

Дана пирамида SABC,  в которой           √ --           √--            √ -
SC = SB =   17, AB = AC =  29, SA= BC  =2  5.

a) Докажите, что ребро SA  перпендикулярно ребру BC.

б) Найдите угол между прямой SA  и плоскостью (SBC ).

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть E  — середина BC,  тогда SE  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике BSC,  AE  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике BAC.

PIC

Тогда

BC ⊥ SE, BC ⊥ AE     ⇒     BC ⊥ (SAE )

Так как SA  лежит в (SAE ),  то BC  ⊥SA.

б) Рассмотрим треугольник SAE.  Проведем в нем высоту AH.  Заметим, что BC ⊥ AH,  так как BC ⊥ (SAE ).  По построению AH  ⊥ SE,  значит, AH ⊥ (SBC ).  Следовательно, прямая SE  является проекцией прямой SA  на плоскость (SBC ),  значит, угол между прямой SA  и плоскостью (SBC )  равен углу между прямыми SA  и SE.

Найдем угол ∠ASE  треугольника SAE.

По условию       √-
SA = 2 5.  Найдем стороны AE  и SE.  Так как AE  — высота равнобедренного треугольника ABC,  то по теореме Пифагора:

                       (    )2           √ -----  √--   √ -
AE2 = AB2 − BE2 = AB2 −  BC-    ⇒   AE  =  29− 5=  24 = 2 6
                          2

Аналогично SE  — высота равнобедренного треугольника SBC,  тогда по теореме Пифагора:

  2     2     2    2  ( BC )2           √ -----  √--   √ -
SE = SB  − BE  = SB  −  -2-    ⇒   SE =   17 − 5 = 12= 2  3

PIC

Запишем теорему косинусов для треугольника SAE  :

   2     2    2
AE  = SA  + SE − 2⋅SA ⋅SE ⋅cos∠ASE

Подставим найденные ранее значения и вычислим косинус угла ASE :

24= 20+ 12− 8√15cos∠ASE   ⇔   8√15 cos∠ASE  = 8  ⇔
                                           √ --
      ⇔   cos∠ASE  = √1-- ⇔   ∠ASE  = arccos--15-
                      15                    15

Значит, угол между прямой SA  и плоскостью (SBC )  равен       √15
arccos 15 .

Ответ:

б)      √15-
arccos 15

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 9#26370Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной пирамиде SABC  сторона основания AB  равна 6, а боковое ребро SA  равно 7. На рёбрах AB  и SC  отмечены точки K  и M  соответственно, причём AK  :KB = SM  :MC = 1 :5.  Плоскость α  содержит прямую KM  и параллельна прямой BC.

a) Докажите, что плоскость α  параллельна прямой SA.

б) Найдите угол между плоскостями α  и (SBC ).

Показать ответ и решение

а) Пусть плоскость α  пересекает ребро AC  в точке N.  Прямые KN  и BC  параллельны, так как плоскость α  параллельна BC,  значит, по теореме о пропорциональных отрезках

AN    AK    1   SM
NC- = KB--= 5 = MC--

PIC

Следовательно, по теореме, обратной теореме о пропорциональных отрезках, MN  ∥SA.  Таким образом, плоскость α,  содержащая прямую MN,  параллельна прямой SA.

б) Пусть H  — середина ребра BC,  тогда SH  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике SBC,  AH  — медиана и высота в равностороннем треугольнике ABC.  Тогда BC ⊥ SH  и BC  ⊥ AH,  следовательно, BC  ⊥(SAH ).

Плоскость (SAH )  перпендикулярна плоскости α,  параллельной прямой BC,  и плоскости (SBC ),  содержащей прямую BC.  Поскольку плоскость α  параллельна прямой SA,  лежащей в плоскости (SAH ),  то искомый угол равен углу между прямой SA  и плоскостью (SBC ).

Рассмотрим треугольник SAH.  Проведем в нем высоту AT.  Заметим, что BC ⊥ AT,  так как BC  ⊥ (SAH ).  По построению AT ⊥ SH,  значит, AT ⊥ (SBC ).  Следовательно, прямая SH  является проекцией прямой SA  на плоскость (SBC ).  Значит, угол между прямой SA  и плоскостью (SBC )  равен углу между прямыми SA  и SH.

PIC

Найдем угол ASH  треугольника SAH.  По условию SA =7.  Найдем стороны AH  и SH.  Отрезок AH  — высота равностороннего треугольника ABC  со стороной, равной 6 по условию, значит, AH = 3√3.

Отрезок SH  — высота равнобедренного треугольника SBC,  тогда по теореме Пифагора

   2    2     2     2  (BC )2            √-----   √--   √--
SH  = SB − BH   =SB  −  -2-     ⇒   SH =  49 − 9 = 40= 2 10

Запишем теорему косинусов для треугольника SAH  :

   2    2     2
AH  = SA  +SH  − 2⋅SA ⋅SH ⋅cos∠ASH

Подставим найденные ранее значения и вычислим косинус угла ASH :

27= 49+ 40− 28√10cos∠ASH

                                     √ --
cos∠ASH  = --31√--  ⇒   ∠ASH  = arccos 31-10
           14 10                     140

Значит, угол между плоскостью α  и плоскостью (SBC )  равен      31√10
arccos-140-.

Ответ:

б)      31√10
arccos 140

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 10#26371Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной пирамиде SABC  сторона основания AB  равна 6, а боковое ребро SA  равно 5. На рёбрах AB  и SC  отмечены точки K  и M  соответственно, причём AK  :KB = SM  :MC = 5 :1.  Плоскость α  содержит прямую KM  и параллельна SA.

a) Докажите, что сечение пирамиды SABC  плоскостью α  — прямоугольник.

б) Найдите объём пирамиды, вершиной которой является точка A,  а основанием — сечение пирамиды SABC  плоскостью α.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть плоскость α  пересекает ребра SB  и AC  в точках L  и N  соответственно, а точка H  — середина ребра BC  . Тогда SH  — медиана и высота в равнобедренном треугольнике SBC  , AH  — медиана и высота в равностороннем треугольнике ABC  . Значит, BC  ⊥ SH  и BC ⊥ AH  , следовательно, BC ⊥ (SAH )  . Прямая, перпендикулярная плоскости, перпендикулярна каждой прямой этой плоскости, значит, BC ⊥ SA  .

PIC

Плоскость α  , параллельная прямой SA  , пересекает плоскости (SAB  )  и (SAC )  по прямым KL  и M  N  , значит, KL  ∥ SA  и M N ∥ SA  . Тогда по теореме о пропорциональных отрезках

AK  : KB = SL : LC = SM : M C = AN : N C = 5 : 1

Значит, по теореме, обратной теореме о пропорциональных отрезках, прямые LM  и KN  параллельны прямой BC  . Таким образом, KLM  N  является параллелограммом, пары противоположных сторон которого параллельны перпендикулярным прямым SA  и BC  соответственно, то есть KLM  N  — прямоугольник.

б) Прямая BC  , параллельная прямой KN  , перпендикулярна плоскости (SAH )  , значит, плоскости (SAH  )  и    α  перпендикулярны.

Пусть плоскость (SAH )  пересекает прямые KN  и LM  в точках E  и F  соответственно. Тогда высота пирамиды AKLM  N  равна расстоянию h  между точкой A  и прямой EF  .

Пусть SO  — высота правильной пирамиды SABC  , тогда SO  лежит в плоскости (SAH )  и AO  : OH = 2 : 1  . AH  — медиана равностороннего треугольника ABC  со стороной 6, значит,

      √ -                    √ -
AH = 3  3  ⇒   AO  = 2AH  = 2  3
                     3

Найдем косинус и синус угла SAO  :

                  √-                                   ∘ ------   √--
           AO-   2-3-                 ∘ ------2------        12   -13-
cos∠SAO  = SA  =  5    ⇒   sin∠SAO  =   1 − cos ∠SAO =   1 − 25 =  5

Пусть AT  — перпендикуляр, опущенный из точки A  на прямую EF  . Тогда

                                                        √--
∠SAT  = ∠SAO  + ∠OAT  = 90∘  ⇒   cos∠OAT   = sin∠SAO  =  -13-
                                                         5

PIC

AT = h  — катет прямоугольного треугольника AT E  . Гипотенуза AE  треугольника ATE  равна

     5      5   √ -  5√3-
AE = - AH = - ⋅3  3 =----,
     6      6          2
так как по теореме о пропорциональных отрезках (KN  ∥ BC  , AK  : KB = 5 : 1  ) точка E  делит AH  в отношении 5 : 1  .

Тогда можем найти AT  = h  :

                         √-  √--   √ --
                        5-3- -13-  --39
h = AT = AE cos∠OAT  =   2  ⋅ 5  =   2

Найдем M N  . Так как в треугольнике SAC  CM  : M S = CN : N A = 1 : 5  ,

      1       1     5
M N = 6 ⋅SA = 6 ⋅5 = 6

Найдем KN  . Так как в треугольнике ABC  AK  : KB = AN  : NC = 5 : 1  ,

KN  = 5 ⋅BC = 5 ⋅6 = 5
      6       6

Найдем объем пирамиды AKLN  M  :

                                    √ --          √--
V       = h-⋅S      = h-⋅M N ⋅KN  = --39⋅5 ⋅ 5 = 25-39
 AKLNM    3   KLNM    3               6     6     36
Ответ:

б) 25√39-
 36

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 11#26372Максимум баллов за задание: 3

В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD  сторона основания AB  равна 4, а боковое ребро SA =8.  На рёбрах CD  и SC  отмечены точки N  и K  соответственно, причём DN  :NC = SK :KC  =1 :3.  Плоскость α  содержит прямую KN  и параллельна прямой BC.

a) Докажите, что плоскость α  делит ребро AB  в отношении 1:3,  считая от вершины A.

б) Найдите расстояние между прямыми SA  и KN.

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Пусть плоскость α  пересекает ребра AB  и SB  в точках M  и L  соответственно. По условию α ∥BC,  значит, она пересекает плоскость (ABC ),  содержащую прямую BC,  по прямой, параллельной BC,  то есть MN  ∥BC.  Тогда MNCB  — прямоугольник, следовательно, BM  = CN.

Четырехугольник ABCD  — квадрат, то есть AB = CD,  значит, AB  − BM = CD − CN,  следовательно, AM = DN  и AM  :MB  = DN :NC  =1 :3.

PIC

б) По теореме о пропорциональных отрезках KN  ∥SD,  так как DN :NC  =SK  :KC = 1:3.  По предыдущему пункту MN  ∥ AD.  Тогда плоскости α  и (SAD )  параллельны, так как образованы двумя парами параллельных прямых. Следовательно, расстояние между скрещивающимися прямыми KN  и SA  равно расстоянию между параллельными плоскостями α  и (SAD ),  содержащими их.

Пусть точки P  и H  — середины AD  и BC  соответственно. Рассмотрим треугольник SPH,  пусть HT  — его высота.

Заметим, что SP  — высота и медиана равнобедренного треугольника SAD,  значит, SP ⊥AD.  Так как HP  — средняя линия квадрата ABCD,  то HP ⊥ AD.  Тогда AD ⊥ (SP H ).

Прямая, перпендикулярная плоскости, перпендикулярна каждой прямой этой плоскости, следовательно, AD ⊥ HT.  По построению HT  ⊥SP,  значит, HT ⊥ (SAD ).  Так как α ∥(SAD ),  то HT  ⊥ α.

PIC

Пусть плоскость α  пересекает HT  в точке O  , тогда расстояние между α  и (SAD )  равно длине отрезка T O.

Пусть Q  — точка пересечения MN  и HP,  R  — точка пересечения KL  и SH.

Аналогично предыдущему пункту можем получить, что HQ  :QP = 3:1.

По условию α ∥BC,  значит, она пересекает плоскость (SBC ),  содержащую прямую BC,  по прямой, параллельной BC,  то есть KL ∥BC.

Рассмотрим треугольник SCH.  В нем SK  :KC = 1:3  и KR ∥CH,  значит, по теореме о пропорциональных отрезках SR :RH  = 1:3.

Рассмотрим треугольник SPH.  В нем HR  :RS = HQ :QP = 3 :1,  значит, по обратной теореме о пропорциональных отрезках RQ ∥ SP.  Тогда рассмотрим треугольник HP T  и аналогично получим, что HO :OT = 3 :1,  следовательно, T O = 14HT.

Найдем HT.  Отрезок HT  — высота треугольника SPH.  Найдем стороны треугольника SPH.  Имеем HP  = AB = 4.  Отрезки SP  и SH  — высоты равных равнобедренных треугольников SAD  и SBC.  Тогда по теореме Пифагора

          ∘ -----(----)--
SP = SH =   SA2−  AD-  2 = ∘82-−-22-= √60= 2√15
                   2

PIC

Пусть P T = x,  тогда      √ --
ST =2  15− x.  По теореме Пифагора для треугольников SHT  и PHT :

                     (          √--)    √ --
HT 2 = SH2 − ST 2 = 60− 60+ x2− 4x 15 = 4x 15− x2

HT 2 = HP 2− PT2 = 16 − x2

Тогда имеем уравнение:

                                           √ --
4x√15 − x2 = 16 − x2 ⇔   4x√15-= 16  ⇔   x=  4-15-
                                            15

Найдем отрезки HT  и TO :

     ∘ ----------  ∘------  ∘ -------  ∘------   √ -
HT =   HP 2− PT2 =  16− x2 =  16− 16 =   16-⋅14-= 4--210   ⇒
                                  15      15      15

                √ ---
⇒   T O = 1HT = --210-
          4      15
Ответ:

б) √210-
 15

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 12#26373Максимум баллов за задание: 3

В правильной треугольной призме ABCA1B1C1  сторона основания равна 4, а боковое ребро равно 2. Точка M  — середина ребра A1C1,  а точка O  — точка пересечения диагоналей боковой грани ABB1A1.

a) Докажите, что точка пересечения диагоналей четырёхугольника, являющегося сечением призмы ABCA1B1C1  плоскостью (AMB  ),  лежит на отрезке OC1.

б) Найдите угол между прямой OC1  и плоскостью (AMB ).

Источники: ЕГЭ 2019

Показать ответ и решение

а) Плоскость (A1B1C1)  параллельна прямой AB,  значит, плоскость (AMB )  пересекает (A1B1C1)  по прямой, параллельной AB.  Пусть (AMB  )  пересекает ребро B1C1  в точке N,  тогда MN  ∥AB,  а значит, MN  ∥A1B1.  Таким образом, MN  — средняя линия треугольника A1B1C1.

Рассмотрим сечение AMNB.  Это трапеция, так как MN ∥ AB.  Также MN  = 12AB.  Тогда, если S  — точка пересечения диагоналей трапеции AMNB,  треугольники SAB  и SNM  подобны с коэффициентом 2.

PIC

Пусть точки P  и Q  — середины A B
 1 1  и AB  соответственно. R  — точка пересечения MN  и C P.
 1  Тогда R  — середина MN,  значит, RQ  — отрезок, соединяющий середины оснований трапеции. Тогда точка пересечения диагоналей  S  лежит на нем, значит, RS :SQ = MN  :AB = 1:2.

Рассмотрим треугольник C1PQ  в плоскости (CP Q).  Заметим, что C1O  и QR  — медианы этого треугольника. Пусть   S ′ — точка их пересечения. Тогда RS ′ :S′Q = 1:2.

PIC

Мы получили, что точки S  и S′ делят отрезок RQ  в отношении 1:2,  значит, они совпадают, то есть точка S  лежит на OC1.

б) Плоскость сечения образована параллельными прямыми MN  и AB.  AB  ⊥(CP Q),  так как AB ⊥ CQ  и AB ⊥ P Q.  Тогда (AMB  )⊥ (CPQ ).  Значит, углов между прямой OC1  и плоскость. (AMB  )  равен углу между прямыми OC1  и RQ,  то есть углу C1SR.

PIC

Найдем стороны треугольника C1RS.  Так как C1P  — медиана равностороннего треугольника A1B1C1,

      1     1  √3       √3     √ -
C1R = 2CP = 2 ⋅2-A1B1 = -4-⋅4=   3

C1O  — медиана треугольника C1PQ,  значит, C1S = 23C1O.  По теореме Пифагора для треугольника C1P O :

      ∘----------   ∘(----)----    --             √--
C1O =  C1P 2+ PO2 =   2√ 3 2+ 12 = √13  ⇒   C1S = 2-13-
                                                   3

QR  — медиана треугольника C P Q
 1  , значит, RS = 1QR
     3  . По теореме Пифагора для треугольника PQR  :

                    ----------
     ∘---2-----2  ∘  2  (√-)2  √ -           √7
QR =  P Q + PR  =   2 +   3  =   7  ⇒   RS = -3-

Запишем теорему косинусов для треугольника C1RS  :

    2     2     2
C1R  = C1S + RS  − 2⋅C1S⋅RS cos∠C1SR
                C1S2+-RS2-−-C1R2
     cos∠C1SR =    2 ⋅C1S ⋅RS

Подставив найденные значения, получаем:

            52-  7             √--
cos∠C1SR  = -92+√193 −√37-= √8-= 8-91-
           2⋅-3--⋅-3  √-91    91
                     8-91-
        ∠C1SR = arccos 91
Ответ:

б)      8√91-
arccos 91

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
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!