В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD через ребро AB провели плоскость α, образующую сечение ABMN, где точки M и N — точки пересечения плоскости α с боковыми рёбрами SC и SD соответственно. Известно, что AB=BM=AN=5MN.[NEWLINE]
а) Докажите, что точки M и N делят рёбра SC и SD в отношении 1:4, считая от вершины S.[NEWLINE]
б) Найдите косинус угла между плоскостью основания ABCD и плоскостью α.
[image:0:left] а) Так как \(SABCD\) это правильная четырёхугольная пирамида, то в основании — квадрат, а боковые грани — равнобедренные треугольники. Следовательно, \(SC=SD,\) \(AB||CD \rightarrow AB||(SDC)\) (по теореме о параллельности прямой и плоскости). [IMAGENEWLINE]
А значит \(AB\) будет параллельна любой прямой в плоскости \((SDC) \rightarrow MN||CD.\) Следовательно, \(\triangle SMN \sim \triangle SCD\) (по двум соответственным углам или по теореме Фалеса, например).[IMAGENEWLINE]
Запишем подобие для двух данных треугольников:[IMAGENEWLINE]
Пусть \(MN=x,\) тогда \(AB=CD=5x:\)[IMAGENEWLINE]
\(\frac{SM}{SC}=\frac{SN}{SD}=\frac{MN}{CD}=\frac{x}{5x}=\frac{1}{5}.\)[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Пусть \(SM=y \rightarrow SC=5y.\) Тогда \(CM=SC-SM=5y-y=4y \rightarrow \frac{SM}{CM}=\frac{1}{4}.\) Аналогично, \(\frac{SN}{DN}=\frac{1}{4},\) чтд.[IMAGENEWLINE]
б) [image:1:left] Проведем угол между плоскостями по правилу построения двугранных углов. \(\angle EFG\) — искомый угол.[IMAGENEWLINE]
[IMAGENEWLINE]
Проведем \(SO\) как высоту пирамиды. \(SABCD\) — правильная пирамида, а значит \(SO\) — делит пополам \(FE \rightarrow FO=2,5x.\) [IMAGENEWLINE]
Проведем \(GH||SO.\) Тогда искомым косинусом угла будет \(\cos\angle HFG=\frac{FH}{FG.}\)[IMAGENEWLINE]
По теореме Фалеса, \(\frac{OH}{HE}=\frac{SG}{GE}=\frac{1}{4}.\) Так как \(OE=FO,\) то \(OH=0,5x \rightarrow FH=3x.\)[IMAGENEWLINE]
[image:2:left]Теперь \(FG\) найдем, рассмотрев \(ANMB\) — равнобедренную трапецию (так как \(AB||MN\) и так как \(BM=AN \) по условию).
\(FG\) — высота равнобедренной трапеции. Проведем \(NK=GF.\) Так как \(AB=5MN=5x,\) то \(AK=\frac{5x-x}{2}=2x.\)[IMAGENEWLINE] Тогда \(NK=\sqrt{25x^2-4x^2}=x\sqrt{21}.\)[IMAGENEWLINE]
Тогда \(\cos\angle HFG=\frac{3x}{x\sqrt{21}}=\frac{3\sqrt{21}}{21}=\frac{\sqrt{21}}{7}.\)[IMAGENEWLINE]
[BOLD]Ответ: [/BOLD]\(\cos\angle HFG=\frac{\sqrt{21}}{7}.\)
В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD через ребро AB провели плоскость α, образующую сечение ABMN, где точки M и N — точки пересечения плоскости α с боковыми рёбрами SC и SD соответственно. Известно, что AB=BM=AN=5MN.
а) Докажите, что точки M и N делят рёбра SC и SD в отношении 1:4, считая от вершины S.
б) Найдите косинус угла между плоскостью основания ABCD и плоскостью α.
а) Докажите, что точки M и N делят рёбра SC и SD в отношении 1:4, считая от вершины S.
б) Найдите косинус угла между плоскостью основания ABCD и плоскостью α.
Решение:

а) Так как это правильная четырёхугольная пирамида, то в основании — квадрат, а боковые грани — равнобедренные треугольники. Следовательно, (по теореме о параллельности прямой и плоскости).
А значит будет параллельна любой прямой в плоскости Следовательно, (по двум соответственным углам или по теореме Фалеса, например).
Запишем подобие для двух данных треугольников:
Пусть тогда
Пусть Тогда Аналогично, чтд.
б)
А значит будет параллельна любой прямой в плоскости Следовательно, (по двум соответственным углам или по теореме Фалеса, например).
Запишем подобие для двух данных треугольников:
Пусть тогда
Пусть Тогда Аналогично, чтд.
б)

Проведем угол между плоскостями по правилу построения двугранных углов. — искомый угол.
Проведем как высоту пирамиды. — правильная пирамида, а значит — делит пополам
Проведем Тогда искомым косинусом угла будет
По теореме Фалеса, Так как то
Проведем как высоту пирамиды. — правильная пирамида, а значит — делит пополам
Проведем Тогда искомым косинусом угла будет
По теореме Фалеса, Так как то

Теперь найдем, рассмотрев — равнобедренную трапецию (так как и так как по условию).
— высота равнобедренной трапеции. Проведем Так как то
Тогда
Тогда
Ответ:
Тогда
Тогда
Ответ:
Ответ:
Готовитесь к ЕГЭ по математике (профиль)?
Свежие варианты, разборы и лайфхаки каждый день