Задание 63 из 66Многогранники и сечения
Линия №15 · Повышенный уровень

В правильной треугольной пирамиде с основанием точки и — середины рёбер и соответственно, а точки и отмечены на рёбрах и соответственно так, что отрезки и пересекаются, а а) Докажите, что прямые и пересекаются в одной точке. б) Найдите отношение

Источник: Открытый банк заданий ФИПИ · FIPI ID: BCEB84

Объяснение

Как решать это задание

Ключевая идея и подход к задаче

Задание ФИПИ BCEB84 по стереометрии. В решении необходимо обосновать пункт а), а затем выполнить вычисления пункта б) с использованием пространственных свойств фигуры.

Ключевая идея: Построить сечение или вспомогательные перпендикуляры, обосновать пространственные отношения и свести вычисление к планиметрии, координатам либо объёмам..
Пошаговый разбор

Понятное решение

Подробные вычисления, пояснения и ответ
Пример решения №1

Решение

а) Прямые MK  и NL  пересекаются по условию, следовательно, они лежат в одной плоскости (MKN  ).

Плоскости (LKN )  и (SBC )  пересекаются по прямой KL,  плоскости (LKN )  и (SAB )  пересекаются по прямой MN,  плоскости (SAB )  и (SBC )  пересекаются по прямой SB.

PIC

Прямые MN  и SB  лежат в плоскости (SAB )  и не параллельны. Действительно, если бы они были параллельны, то MN  была бы средней линией треугольника ASB.  Но по условию точка N  не является серединой SA,  так как AN = 3NS.  Следовательно, прямые MN  и SB  пересекаются в некоторой точке T.

Точка T  принадлежит одновременно плоскости (MKN  )  и плоскости (SBC ),  значит, T  лежит на линии их пересечения, то есть на прямой KL.

Таким образом, все три прямые MN,  KL  и SB  проходят через точку T.

б) По теореме Менелая для треугольника ASB  и прямой MN  :

BM--⋅ AN ⋅ ST-= 1
MA   NS   TB
   1⋅ 3 ⋅ ST-= 1
   1 1  TB
     ST-  1
     TB = 3.

PIC

По теореме Менелая для треугольника SBC  и прямой KL :

ST-⋅ BL-⋅ CK = 1
TB  LC   KS
  1⋅ BL-⋅ 1= 1
  3 LC   1
    BL-= 3.
    LC   1
Ответ:
б) 3 : 1
Теория

Что нужно знать

Правила и свойства для этого типа задач
  • Взаимное расположение прямых и плоскостей в пространстве
  • Сечения, подобие и теорема о трёх перпендикулярах
  • Площади, объёмы и расстояния в стереометрии
Открыть теорию по математике →
Самопроверка

Типичные ошибки

На что обратить внимание перед ответом
  • Использовать свойство по рисунку без доказательства
  • Перепутать пространственный и линейный угол
  • Не проверить, что построенная точка принадлежит нужному ребру или плоскости
Алгоритм

Как проверить себя

Короткий контрольный список перед ответом
  1. 1Для пункта а) приведено полное геометрическое обоснование?
  2. 2Все вспомогательные точки и плоскости определены однозначно?
  3. 3Ответ пункта б) следует из записанных формул без необоснованных переходов?
Тренировка

Похожие задания

Ещё задачи линии №15
Навигация

Продолжить подготовку

Банк задач, конструктор и пробный ЕГЭ