Дана пирамида SABC, в которой
а) Докажите, что ребро SA перпендикулярно ребру BC.
б) Найдите расстояние между ребрами BC и SA.
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
а) Для обоснования перпендикулярности прямых и достаточно показать, что прямая перпендикулярна некоторой плоскости, содержащей прямую . Проанализируем треугольники и . Согласно условию, они равны по трем сторонам, являются равнобедренными и имеют общее основание . Пусть — середина отрезка . Тогда отрезки и являются медианами в этих треугольниках, а в силу их равнобедренности — и высотами. Таким образом, и . Поскольку прямая перпендикулярна двум пересекающимся прямым в плоскости , она перпендикулярна и самой плоскости . Следовательно, прямая перпендикулярна любой прямой, лежащей в этой плоскости, включая прямую , что и требовалось доказать.

б) Искомым расстоянием между скрещивающимися прямыми является длина их общего перпендикуляра. Построим его: проведем в плоскости высоту к стороне . Так как лежит в плоскости , а мы ранее доказали, что , то . Таким образом, отрезок перпендикулярен обеим прямым ( по построению и по доказанному), значит, его длина и есть искомое расстояние.
Рассмотрим треугольник . Так как он равнобедренный, высота , проведенная к основанию, также будет являться медианой. Сначала вычислим длину . Из прямоугольного треугольника по теореме Пифагора получаем: Теперь из прямоугольного треугольника найдем длину :
Критерии оценивания:
3 балла — представлено полностью верное доказательство в пункте а) и получен правильный ответ в пункте б).
2 балла — верно выполнен пункт б), либо пункт а) выполнен полностью, а в пункте б) допущена вычислительная ошибка при верном ходе решения.
1 балл — верно выполнен только пункт а), либо пункт б) выполнен с арифметической ошибкой, либо получен верный ответ в пункте б) без доказательства пункта а).
0 баллов — решение не соответствует указанным критериям.
Ответ:
Источник: ФИПИ