Перейти к основному содержанию

ЕГЭ Профиль

(C2) Стереометрическая задача

Угол между плоскостями

 

Задание 12332

В правильной четырёхугольной призме $$ABCDA_1B_1C_1D_1$$ сторона основания $$АВ$$ равна $$3,$$ а боковое ребро $$АА_1$$ равно $$\sqrt{3}.$$ На рёбрах $$C_1D_1$$ и $$DD_1$$ отмечены соответственно точки $$К$$ и $$М$$ так, что $$D_1K=KC_1,$$ a $$DM:MD_1=1:3.$$

а) Докажите, что прямые $$МК$$ и $$ВК$$ перпендикулярны.

б) Найдите угол между плоскостями $$ВМК$$ и $$ABB_1.$$

Ответ: $$arctg\frac{2\sqrt{21}}{7}$$
Скрыть

а)

$$DM=\frac{\sqrt{3}}{4}$$

$$D_1M=\frac{3\sqrt{3}}{4}$$

$$BC_1=\sqrt{12}$$ (т. Пифагора)

$$MK=\frac{3\sqrt{7}}{4}$$ (т. Пифагора)

$$DB=3\sqrt{2}$$ (свойство квадратов)

$$BM=\sqrt{18+\frac{3}{16}}=\frac{\sqrt{291}}{4}$$ (т. Пифагора)

$$BK=\sqrt{\frac{9}{4}+12}=\frac{\sqrt{57}}{2}$$ (т. Пифагора)

Сравним $$BM^2$$ и $$MK^2+BK^2$$

$$\frac{291}{16}$$ и $$\frac{63}{16}+\frac{57}{4}$$

$$BM^2=MK^2+BK^2$$

По теореме, обратной теореме косинусов вывод:

$$MK\perp BK, чтд$$

б)

$$(ABB_1)||(DD_1C_1)$$

Найдём $$\widehat{(DD_1C_1)(MKB)},$$ он равен искомому.

Д. П. $$KN\perp MK$$

$$ctg\alpha=tg(90^{\circ}-\alpha)=\frac{2}{\sqrt{3}}$$

Треугольник $$KC_1N:$$

$$C_1N=\frac{3}{2}\cdot\frac{2}{\sqrt{3}}=\sqrt{3}$$

$$\Rightarrow$$ т. N совпадает с т. C.$$\Rightarrow CK\perp MK$$

$$\angle BKC=x$$ - искомый (по определению)

Треугольник $$KC_1C:$$

$$KC=\sqrt{\frac{9}{4}+3}=\frac{\sqrt{21}}{2}$$ (по т. Пифагора)

Треугольник $$BKC:$$

$$tgx=\frac{3}{\frac{\sqrt{21}}{2}}=\frac{6}{\sqrt{21}}=\frac{6\sqrt{21}}{21}=\frac{2\sqrt{21}}{7}$$

$$x=arctg\frac{2\sqrt{21}}{7}$$

 

Задание 12393

В правильной треугольной пирамиде SABC сторона основания АВ равна 6, а боковое ребро SA равно 7. На рёбрах АВ и SC отмечены точки К и М соответственно, причём $$AK\ :\ KB\ =\ SM\ :\ MC=1\ :\ 5.$$ Плоскость $$\alpha $$ содержит прямую КМ и параллельна прямой ВС.

а) Докажите, что плоскость $$\alpha $$ параллельна прямой SA.
б) Найдите угол между плоскостями $$\alpha $$ и SBC.
Ответ: $$\arccos\frac{31\sqrt{10}}{140}$$

Задание 12633

Дан куб $$ABCDA_1B_1C_1D_1$$

а) Постройте сечение куба плоскостью, проходящей через точки $$B,\ A_1,\ D_1$$.

б) Найдите угол между плоскостями $$BA_1C_1$$ и $$BA_1D_1$$

Ответ: $$arccos\sqrt{\frac{2}{3}}$$
 

Задание 12653

В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD все рёбра равны 1. Точка F - середина ребра SB, G - середина ребра SC.

а) Постройте прямую пересечения плоскостей ABG и GDF.

б) Найдите угол между плоскостями ABG и GDF.

Ответ: $$\pi -arccos\frac{9}{11}$$
 

Задание 12794

В кубе $$ABCDA_1B_1C_1D_1$$ все рёбра равны 5. На его ребре $$BB_1$$ отмечена точка К так, что $$KB=4.$$ Через точки $$K$$ и $$C_1$$ проведена плоскость $$\alpha $$, параллельная прямой $$BD_1$$

а) Докажите, что $$A_1P:PB_1=3:1$$, где Р - точка пересечения плоскости $$\alpha $$ с ребром $$A_1B_1$$.

б) Найдите угол наклона плоскости $$\alpha $$ к плоскости грани $$BB_1C_1C$$

Ответ: $$arctg\frac{\sqrt{26}}{4}$$
 

Задание 12875

Дан куб $$ABCDA_1B_1C_1D_1$$

а) Постройте сечение куба плоскостью, проходящей через середины его рёбер $$AB,\ B_1C_1,\ AD.$$

б) Найдите угол между плоскостью $$A_1BD$$ и плоскостью, проходящей через середины рёбер $$AB,\ B_1C_1,\ AD.$$

Ответ: $$\arctg{2\sqrt{2}}$$
 

Задание 12894

В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD все рёбра равны 1. Точка F - середина ребра AS.

а) Постройте прямую пересечения плоскостей SAD и BCF.

б) Найдите угол между плоскостями SAD и BCF.

Ответ: $$\arccos{\frac{1}{\sqrt{33}}}$$
 

Задание 14234

В правильной четырехугольной призме $$ABCDA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}$$ $$AB=BC=8$$, $$AA_{1} = 6$$. Через точки $$A$$ и $$C$$ перпендикулярно $$BD_{1}$$ проведена плоскость Ω.

а) Докажите, что плоскость Ω пересекает ребро $$B_{1}C_{1}$$ в такой точке $$M$$, что $$MB_{1}:MC_{1}=7:9$$.
б) Найдите угол между плоскостями Ω и $$ACC_{1}$$.
Ответ: $$arctg \frac{3\sqrt{2}}{8}$$
 

Задание 14262

Дана прямая призма $$ABCA_1B_1C_1$$.

а) Докажите, что линия пересечения плоскостей $$ABC_1$$ и $$A_1B_1C$$ параллельна основаниям призмы.
б) Найдите угол между плоскостями $$ABC_1$$ и $$A_1B_1C$$, если известно, что $$AC=1, BC=2$$, $$AB=\sqrt5, CC_1=3$$.
Ответ: $$\arccos\frac{41}{49}$$.

Задание 14528

В правильной треугольной пирамиде $$SABC$$ сторона основания $$АВ$$ равна $$6,$$ а боковое ребро $$SA$$ равно $$7.$$ На рёбрах $$АВ$$ и $$SC$$ отмечены точки $$К$$ и $$М$$ соответственно, причём $$АК:КВ=SM:МС=1:5.$$ Плоскость $$\alpha$$ содержит прямую $$КМ$$ и параллельна прямой $$ВС.$$

а) Докажите, что плоскость $$\alpha$$ параллельна прямой $$SA.$$

б) Найдите угол между плоскостями $$\alpha$$ и $$SBC.$$

Ответ:
Скрыть

а) Пусть плоскость α пересекает ребро SB в точке L. Поскольку прямая ВС параллельна плоскости α, прямые LM и ВС параллельны, а значит,

$$\frac{SL}{LB}=\frac{SM}{MC}=\frac{AK}{KB}$$

Следовательно, прямые KL и SA параллельны. Таким образом, плоскость α, содержащая прямую KL, параллельна прямой SA.

б) Пусть точка Н — середина ребра ВС. Тогда медианы АН и SH треугольников ABC и SBC соответственно являются их высотами, а значит, плоскость ASH перпендикулярна прямой ВС. Следовательно, плоскость ASH перпендикулярна плоскости α, параллельной прямой ВС, и плоскости SBC, содержащей прямую ВС.

Поскольку плоскость α параллельна прямой SA, лежащей в плоскости ASH, искомый угол равен углу между прямой SA и плоскостью SBC. Таким образом, угол между плоскостями α и SBC равен углу ASH. В треугольнике ASH имеем:

$$AS=7, АН=3\sqrt{3}$$

$$SH=\sqrt{SB^2-BH^2}=\sqrt{SB^2-\frac{BC^2}{4}}=2\sqrt{10}.$$

По теореме косинусов

$$\cos\angle ASH=\frac{SA^2+SH^2-AH^2}{2SA\cdot SH}$$

$$\cos\angle ASH=\frac{49+40-27}{2\cdot7\cdot2\sqrt{10}}=\frac{31\sqrt{10}}{140}$$

и угол ASH, равен:

$$\angle ASH=\arccos\frac{31\sqrt{10}}{140}$$

Задание 14879

Дана четырехугольная пирамида SABCD с прямоугольником ABCD в основании, $$АВ = 2, ВС = 2\sqrt{2}.$$ Высота пирамиды проектируется в точку пересечения диагоналей основания. Из вершин А и С на ребро SB опущены перпендикуляры АР и CQ.

А) Докажите, что точка Р является серединой отрезка BQ.

Б) Найдите угол между гранями SBA и SBC, если ребро $$SD = 4.$$

Ответ: $$\pi-\arccos\frac{1}{\sqrt{105}}$$

Задание 14936

В основании четырехугольной пирамиды PABCD лежит трапеция ABCD c большим основанием AD. Известно, что сумма углов BAD и ADC равна 90o, плоскости РАВ и PCD перпендикулярны основанию, прямые АВ и CD пересекаются в точке К.

А) Докажите, что плоскость РАВ перпендикулярна плоскости PDC.

Б) Найдите объем РКВС, если АВ = 3, ВС = 5, CD = 4, а высота пирамиды PABCD равна 7.

Ответ: 14

Задание 15018

В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD точка К является серединой ребра SD, а точка L — серединой стороны ВС основания ABCD. Плоскость AKL пересекает ребро SC в точке N.

А) Докажите, что SN : NC=2 : 1.

Б) Найдите угол между плоскостями AKL и АВС, если АВ = 10, а высота пирамиды равна 20.

Ответ: $$\arctg\frac{4}{\sqrt{5}}$$

Задание 15091

Основанием прямой призмы ABCDA1B1C1D1 является ромб с тупым углом В, равным 120o. Все ребра этой призмы равны 10. Точки Р и К - середины ребер СС1 и CD соответственно.

А) Докажите, что прямые РК и РВ1 перпендикулярны.

Б) Найдите угол между плоскостями РКВ1 и C1B1B.

Ответ: $$\arccos\frac{\sqrt{10}}{4}$$

Задание 15516

В основании прямой призмы KBCDK1B1C1D1 лежит ромб KBCD со стороной, равной 4 и углом DKB, равным 60o. Точки Е и F являются соответственно серединами сторон KD и КВ нижнего основания призмы. Прямые В1Е и D1F пересекаются в точке О так, что угол B1OD1 равен 90o.

А) Докажите, что угол между плоскостями DD1F и BB1E равен 60o

Б) Найдите объем пирамиды EFK1C1

Ответ: $$4\sqrt{2}$$