Задача к ЕГЭ на тему «из прошлых лет» №96

В правильной четырехугольной пирамиде SABCD  сторона основания AB  равна 16, а высота равна 4. На ребрах AB,  CD,       AS  отмечены точки M,  N  и K  соответственно, причем AM  =DN  = 4,  AK = 3.

а) Докажите, что плоскости (MNK  )  и (SBC )  параллельны.

б) Найдите расстояние от точки K  до плоскости (SBC ).

а) Построим плоскость (MNK  ).  Так как AM = DN,  то MN  ∥BC  ∥AD.  Так как (SAD )∩ (ABC  )= AD,  (MNK  )∩ (ABC ) = MN  и MN  ∥ AD,  то линия пересечения плоскостей (MNK  )  и (SAD )  тоже будет параллельна AD.

Значит, проведем KT ∥AD  ∥MN.  Трапеция MNT  K  — искомое сечение.

PIC

 

Для того, чтобы две плоскости были параллельны друг другу, необходимо и достаточно, чтобы две пересекающиеся прямые из одной плоскости были параллельны двум пересекающимся прямым из другой плоскости. Уже известно, что MN  ∥BC.  Нужно найти еще одну пару параллельных прямых. Докажем, что KM  ∥ SB.

Пусть SO  — высота пирамиды. Тогда по теореме Пифагора в треугольниках ACD  и ASO  имеем:

     1      √ - AO = 2AC  = 8 2  ⇒   AS = 12

Заметим, что

AK-   3-   1  AM-- AS  = 12 = 4 = AB

Следовательно, △ AKM   ∼ △ASB,  значит,

∠AKM   =∠ASB    ⇒   KM  ∥SB

Таким образом, мы доказали, что плоскости (MNK   )  и (SBC )  параллельны.

б) Так как плоскости (MNK   )  и (SBC )  параллельны, то расстояние от любой точки одной из плоскостей до другой плоскости фиксировано. Таким образом, неважно, из какой точки плоскости (MNK  )  опускать перпендикуляр на плоскость (SBC ).

Проведем через точку O  прямую P R ∥AB,  PR ∩ M = Z.  Опустим перпендикуляр ZH  из точки Z.  Так как ZR ⊥ BC,  SR ⊥ BC,  то точка H  будет лежать на прямой SR.

PIC

 

Рассмотрим сечение PSR.  Проведем OQ  ∥ZH.  Тогда △ OQR ∼ △ZHR,  следовательно,

ZH = ZR- ⋅OQ  = 3⋅OQ      OR        2

В △ SOR  выразим высоту из вершину прямого угла через гипотенузу и катеты:

      SO-⋅OR--  -8- OQ =    SR   = √5

Значит,      12 ZH = √5-.

Оцените статью
Я решу все!