Вправильной треугольной пирамиде sabc точка м – середина ребра sc, точка к – середина ребра ав. а) докажите, что прямая мк делит высоту sh пирамиды в отношении 1: 3. б) найдите угол между прямой мк и плоскостью авс, если известно, что ав=6, sa=5.
а) В правильном треугольнике СК - высота, биссектриса и медиана.
КН/НС=1/2 (свойство).
НN║KM, CN/NM=CH/HK=1/2. (теорема Фалеса)
SM=MC => MN=(1/3)*SM.
НР/PS=NM/MS=1/3 (теорема Фалеса).
Что и требовалось доказать.
б) Углом между плоскостью и не перпендикулярной ей прямой называется угол между этой прямой и ее проекцией на данную плоскость. Опустим перпендикуляр МТ на плоскость АВС. Основание этого перпендикуляра окажется на прямой СК, так как плоскость КSC перпендикулярна плоскости АВС.
В нашем случае искомый угол - это угол МКС, так как КТ - проекция прямой МК на плоскость АВС.
Высота СК правильного треугольника АВС (формула):
СК=(√3/2)*а = 3√3 (при стороне АВ=6).
КН=(1/3)*СК = √3.
SK=4 (так как треугольник ASK - пифагоров: АК=3, SA=5).
Если диагональное сечение правильной четырёхугольной пирамиды-равнобедренный прямоугольный треугольник, катет которого равен "а", то основание (гипотенуза) этого треугольника - диагональ квадрата основания пирамиды равно а√2. Высота пирамиды - это высота равнобедренного прямоугольного треугольника, она равна половине его гипотенузы и равна H = а√2/2 = а/√2.
Так как гипотенуза основания пирамиды - диагональ квадрата, то сторона его равна а√2/√2 = а. Это означает, что все рёбра пирамиды равны а, боковые грани - равносторонние треугольники.
Отсюда площадь основания So = a², периметр основания Р = 4а. Находим апофему боковой грани: А = а*cos30 = a√3/2.
Площадь боковой поверхности пирамиды: Sбок = (1/2)А*Р = (1/2)*(а√3/2)*4а = а²√3.
Объём пирамиды V=(1/3)So*H = (1/3)*a²*( а/√2) = = a³/3√2.
а) В правильном треугольнике СК - высота, биссектриса и медиана.
КН/НС=1/2 (свойство).
НN║KM, CN/NM=CH/HK=1/2. (теорема Фалеса)
SM=MC => MN=(1/3)*SM.
НР/PS=NM/MS=1/3 (теорема Фалеса).
Что и требовалось доказать.
б) Углом между плоскостью и не перпендикулярной ей прямой называется угол между этой прямой и ее проекцией на данную плоскость. Опустим перпендикуляр МТ на плоскость АВС. Основание этого перпендикуляра окажется на прямой СК, так как плоскость КSC перпендикулярна плоскости АВС.
В нашем случае искомый угол - это угол МКС, так как КТ - проекция прямой МК на плоскость АВС.
Высота СК правильного треугольника АВС (формула):
СК=(√3/2)*а = 3√3 (при стороне АВ=6).
КН=(1/3)*СК = √3.
SK=4 (так как треугольник ASK - пифагоров: АК=3, SA=5).
SH=√(SK²-KH²) = √(16-3) =√13.
PH=(1/4)*SH =√13/4 (доказано в пункте а).
tgα=PH/KH=√13/(4√3) = √39/12.
α= arctg(√39/12) ≈ 27,5°