Задание 14 ЕГЭ, математика (профиль): Угол между прямой и плоскостью
В правильном тетраэдре ABCD точка K — центр грани ABD, точка M — центр грани ACD.
а) Докажите, что прямые BC и KM параллельны.
б) Найдите угол между прямой KM и плоскостью ABD.
Разбор
Пусть — середина ребра . Тогда и — медианы равносторонних треугольников и , а и — их центроиды.
а) Центроид делит медиану от вершины в отношении , значит от точки : , . В треугольниках и угол при вершине общий, а стороны пропорциональны с коэффициентом — треугольники подобны. Значит и (где — ребро тетраэдра).
б) В правильном тетраэдре отрезок, соединяющий вершину с центром противолежащей грани, — это высота тетраэдра, поэтому . Так как лежит в плоскости , эта плоскость перпендикулярна , а их линия пересечения — прямая . Значит проекция точки (лежащей в плоскости ) на попадает на прямую , а точка уже лежит на этой прямой. Следовательно, проекцией служит прямая , и искомый угол между и плоскостью равен углу .
Медиана равностороннего треугольника со стороной равна , поэтому , а (из пункта а).
По теореме косинусов в треугольнике : Подставляя значения:
Таким образом искомый угол равен .
Типичные ошибки
- Не доказывают, что CK — высота тетраэдра, и берут произвольную проекцию точки M вместо линии пересечения перпендикулярных плоскостей
- Путают отношение, в котором центроид делит медиану (берут 1:1 вместо 2:1 от вершины)
- Ошибки в вычислении длины медианы или стороны KM при переносе через теорему косинусов
Похожие задачи
- № 484564В правильном тетраэдре ABCD М — середина ребра AD. а) Докажите, что проекция точки M на плоскость BCD делит высоту DN тр
- № 553830Точка M середина ребра AB правильного тетраэдра DABC.а) Докажите, что ортогональная проекция точки M на плоскость ACD ле
- № 518114В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 известны рёбра: AB … AA1 = 4. Точка M — середина ребра BC.а) Докажите, что пря
- № 681755Точка O — центр грани A1B1C1D1 прямоугольного параллелепипеда ABCDA1B1C1D1. Сечения параллелепипеда плоскостями AOB и BO
- № 501125В правильной шестиугольной призме ABCDEFA'B'C'D'E'F' все ребра равны 1. а) Докажите, что AC' перпендикулярна прямой BE.б
- № 630195Точка O — точка пересечения диагоналей грани CDD1C1 куба ABCDA1B1C1D1. Плоскость DA1C1 пересекает диагональ BD1 в точке