В треугольной пирамиде c основанием известно, что Основанием высоты этой пирамиды является точка Прямые и перпендикулярны.
a) Докажите, что треугольник прямоугольный.
б) Найдите объём пирамиды
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Разбор задачи:

а) Согласно условию задачи, прямая перпендикулярна ребру .
Поскольку является высотой пирамиды , она перпендикулярна любой прямой в плоскости основания, следовательно, .
Так как прямая перпендикулярна двум пересекающимся прямым ( и ) плоскости , то по признаку перпендикулярности прямой и плоскости имеем .
Отсюда следует, что перпендикулярна прямой , лежащей в этой плоскости. Таким образом, угол , и треугольник является прямоугольным.
б) Для нахождения объема пирамиды воспользуемся формулой: .
Сначала вычислим длину ребра , применив теорему косинусов для грани :
.
Подставим известные значения:
.
Рассмотрим прямоугольные треугольники , и . По теореме Пифагора для каждого из них запишем соотношения:
1) (для );
2) (для );
3) (для ).
Составим систему уравнений на основе этих данных:
Вычитая второе уравнение из первого, получаем: . (Заметим, что в исходных данных , ).
Используя систему для нахождения неизвестных величин:
Складывая уравнения, находим , откуда и .
Тогда , значит .
Находим , значит .
Вычислим площадь основания (прямоугольного треугольника ):
.
Найдем итоговый объем пирамиды:
.
Критерии оценивания:
3 балла — полностью верное доказательство и обоснованный правильный ответ.
2 балла — верно выполнен пункт б), либо пункт а) доказан, но в пункте б) допущена одна арифметическая ошибка.
1 балл — доказан только пункт а), либо пункт б) решен с опорой на пункт а) (без его доказательства), либо допущена арифметика в расчетах при верном ходе решения.
0 баллов — решение не соответствует указанным требованиям.
Ответ: 280
Источник: ФИПИ