В основании правильной треугольной призмы лежит треугольник На прямой отмечена точка так, что точка — середина отрезка На прямой отмечена точка так, что — середина отрезка
а) Докажите, что прямые и перпендикулярны.
б) Найдите расстояние между прямыми и если
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
а) Рассмотрим треугольник . Отрезок является в нём медианой. Исходя из условия, , что указывает на то, что угол в треугольнике — прямой. Так как прямая находится в плоскости верхнего основания призмы, она перпендикулярна боковому ребру: . Заметим, что служит проекцией наклонной на плоскость . Согласно теореме о трёх перпендикулярах (в обратную сторону), из вытекает, что . Учитывая параллельность , получаем искомый перпендикуляр: .
б) Прямая перпендикулярна плоскости , так как она перпендикулярна двум пересекающимся прямым этой плоскости: (доказано выше) и (свойство правильной призмы). Следовательно, искомым расстоянием между скрещивающимися прямыми и будет длина высоты , опущенной в треугольнике на сторону .
В прямоугольном треугольнике имеем катет и гипотенузу . По теореме Пифагора находим второй катет: .
Далее рассмотрим прямоугольный треугольник . По теореме Пифагора вычислим гипотенузу: (исправим опечатку исходника: , однако следуя логике вычислений исходного текста для , при и расчет был ). Пересчитаем аккуратно: если , то .
Выразим площадь треугольника двумя способами: .
Отсюда высота . Подставляя значения, получаем: .
Критерии оценивания:
3 балла — полностью верное доказательство и обоснованный правильный ответ.
2 балла — верное доказательство пункта а), но в пункте б) допущена арифметическая ошибка при верном ходе решения, либо полностью решен только пункт б).
1 балл — выполнено только доказательство пункта а), либо пункт б) решен с опорой на пункт а) без его доказательства.
0 баллов — решение не соответствует указанным требованиям.
Ответ: б)
Источник: ФИПИ