РУҚА
15

Шешімі: Тетраэдр и квадрат на рёбрах

ЕГЭ · Математика, профиль · Тапсырма 15 · Стереометрия
ЖоғарыФИПИA2B731Толық шешім≈ 15 минутТалдау 6 қадам
Условие

На рёбрах $AC$, $AD$, $BD$ и $BC$ тетраэдра $ABCD$ отмечены точки $K$, $L$, $M$ и $N$ соответственно, причём $AK:KC=2:3$. Четырёхугольник $KLMN$ — квадрат со стороной $2$. Докажите, что прямые $AB$ и $CD$ перпендикулярны. Найдите расстояние от вершины $B$ до плоскости $KLM$, если объём тетраэдра $ABCD$ равен $25$.

Тапсырманы ашып, өзіңіз шешіңіз
Дальше ответЕгер әлі шешіп жатсаңыз – кеңестерден бастаңыз: олар жауапқа жетелейді, бірақ оны ашпайды.
К подсказкам

Шешім по шагам

6 қадам
1

Введём векторы с началом в точке $A$: $\vec{AB}=\mathbf b$, $\vec{AC}=\mathbf c$, $\vec{AD}=\mathbf d$. Так как $AK:KC=2:3$, имеем $\vec{AK}=\frac{2}{5}\mathbf c$.

2

Поскольку $KLMN$ — параллелограмм, из равенства $\vec{KL}=\vec{NM}$ и $\vec{LM}=\vec{KN}$ следует, что точки $L$, $M$, $N$ делят соответствующие рёбра в той же пропорции $2:3$: $\vec{AL}=\frac{2}{5}\mathbf d$, $\vec{AM}=\frac{3}{5}\mathbf b+\frac{2}{5}\mathbf d$, $\vec{AN}=\frac{3}{5}\mathbf b+\frac{2}{5}\mathbf c$.

3

Тогда $\vec{KL}=\frac{2}{5}(\mathbf d-\mathbf c)=\frac{2}{5}\vec{CD}$, а $\vec{KN}=\frac{3}{5}\mathbf b=\frac{3}{5}\vec{AB}$. Эти векторы являются соседними сторонами квадрата, поэтому они перпендикулярны. Следовательно, $AB\perp CD$.

4

Векторы, задающие тетраэдр $BKLM$, имеют определитель по модулю, равный $\frac{8}{125}$ от определителя, задающего тетраэдр $ABCD$. Поэтому $V_{BKLM}=\frac{8}{125}V_{ABCD}=\frac{8}{125}\cdot25=\frac{8}{5}$.

5

Площадь основания $KLM$ равна площади квадрата: $S_{KLM}=2^2=4$. Если $h$ — расстояние от $B$ до плоскости $KLM$, то $V_{BKLM}=\frac{1}{3}S_{KLM}h$.

Следовательно, $\frac{8}{5}=\frac{1}{3}\cdot4h$, откуда $h=\frac{6}{5}$.

Жауап

Расстояние от вершины $B$ до плоскости $KLM$ равно $\frac{6}{5}$.

Бұл жауап талдау нәтижесінде алынды, бірақ банктің ресми кілтімен тексерілген жоқ — проверьте выкладки, прежде чем заучивать результат.

Где здесь ошибаются

Қате определяют доли, на которые точки делят рёбра тетраэдра.

Используют перпендикулярность диагоналей вместо перпендикулярности соседних сторон квадрата.

Забывают множитель $\frac{1}{3}$ в формуле объёма тетраэдра.

Ошибаются в коэффициенте отношения объёмов тетраэдров $BKLM$ и $ABCD$.

Закрепить приёмВ теме «Стереометрия» ещё 118 тапсырма — жауабымен және дәл осындай талдауымен.
Жаттығу

Тапсырманы қалай шешу керек 15 ЕГЭ, математика, профиль

Бұл есептің талдауы келесіге бөлінген: 6 шагов: видно, откуда берётся каждое число и где теряется балл. Жауап есептеулердің жанында келтірілген, олардың орнына емес.

Задача из темы «Стереометрия»: в ней 119 задач, и у каждой есть такой же разбор. Тіркеу қажет емес.