Задача к ЕГЭ на тему «из прошлых лет» №150

Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1  является прямоугольный треугольник ABC,  причем ∠C = 90∘.  Известно, что прямая A1C  перпендикулярна прямой AB1.

а) Докажите, что AA1 =AC.

б) Найдите расстояние между прямыми A1C  и AB1,  если известно, что AC = 7,  BC = 8.

а) Заметим, что так как B1C1 ⊥ A1C1  и B1C1 ⊥ CC1,  то B1C1 ⊥ (AA1C1C ).  Следовательно, если B1A  — наклонная, то   C1A  — проекция этой наклонной на плоскость AA1C1C.

Так как по условию наклонная B1A  перпендикулярна A1C,  то по теореме о трех перпендикулярах проекция C1A  также перпендикулярна A1C,  то есть A1C ⊥ C1A.

Следовательно, AA1C1C  — прямоугольник, у которого диагонали взаимно перпендикулярны. Тогда это — квадрат, то есть AA1 = AC.  Что и требовалось доказать.

PIC

б) Из пункта а) следует, что A1O ⊥ (AB1C1),  так как A1O ⊥ B1A  и A1O ⊥ AC1.  Следовательно, A1O  перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости. Значит, если провести в этой плоскости прямую, перпендикулярную B A,  1  то она будет перпендикулярна и B1A,  и A1C.  Тогда по определению это и будет прямая, содержащая отрезок, равный расстоянию между B1A  и A1C.  Поэтому проведем OH  ⊥ B1A.  Тогда OH  — искомое расстояние.

PIC

Заметим, что △OHA   ∼△AB1C1  по двум углам, следовательно,

OH---  OA--           B1C1-⋅OA-- B1C1 = AB1  ⇒   OH  =   AB1

Так как из условия BC  =8,  то и B1C1 = 8.  Так как по доказанному AA1C1C  — квадрат со стороной AC = 7,  то диагональ AC  = 7√2    1  и AO = 3,5√2.

По теореме Пифагора для треугольника ABC  :

AB2 = AC2 +BC2 = 72+ 82 = 113

По теореме Пифагора для треугольника ABB1  :

   2     2     2        2 AB 1 = AB + BB 1 = 113+ 7 = 162

Тогда AB1 = 9√2  и окончательно имеем:

          √ - OH  = 8⋅3,5√--2= 28         9 2     9
Оцените статью
Я решу все!