πЕГЭ · ИИ-репетитор12 предметов · задания ФИПИ
Главная → Математика (профиль) → Задания №14 → Задание m14-06

Задание №14 ЕГЭ Математика (профиль): разбор и критерии

Ответ на это задание — развёрнутое решение. В тренажёре его проверяет ИИ по официальным критериям ФИПИ, а здесь есть эталонное решение из банка.

Условие

В правильной четырехугольной пирамиде SABCD все ребра равны 1.

а) Докажите, что прямые SB и SD перпендикулярны.

б) Найдите sin угла между плоскостью SAD и плоскостью, проходящей через точку A перпендикулярно прямой BD.

Подсказки — как подойти к решению

  1. В правильной пирамиде с ребром 1 диагональ основания известна: перпендикулярность проверяется по теореме, обратной теореме Пифагора.
  2. В пункте б) удобны координаты: плоскость, перпендикулярная прямой, имеет нормалью саму эту прямую.

Решение

а) Основание пирамиды — квадрат, поэтому его диагональ

BD = √(BC² + CD²) = √(2).

Тогда в треугольнике BSD получаем, что BD² = BS² + SD². Отсюда, по обратной теореме Пифагора, угол BSD прямой. Что и требовалось доказать.

б) Пусть точка O — центр основания, а M — середина ребра AS. Поскольку AC BD и SO BD, то плоскость SAC перпендикулярна прямой BD. Это значит, что плоскость SAC и есть плоскость, проходящая через точку A перпендикулярно BD.

Проведем отрезки MD и MO. Так как треугольник SAD правильный, MD AS. Так как треугольник ASO — равнобедренный, OM AS. Следовательно, искомый угол равен углу OMD. Найдем стороны треугольника OMD:

OD = 1/(√(2)), OM = (OA)/(√(2)) = 1/2, MD = (√(3))/(2) · AD = (√(3))/(2).

По теореме cos:

cos ∠ OMD = (OM² + MD² − OD²)/(2 · OM · DM) = 1/4 + 3/4 − 1/22 · 1/2 · к/орень из: (3) 2 = 1/2: (√(3))/(2) = 1/(√(3)).

Отсюда sin ∠ OMD = √(1 − 1/3) = √(2/3).

Ответ: √(2/3).

Примечание.

Решение существенно упрощается, если заметить, что треугольник MOD — прямоугольный: sin ∠ OMD = OD/MD.

Критерии оценивания ФИПИ

Критерий (до 2 баллов)Балл
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), и обоснованно получен верный ответ в пункте б)3
Получен обоснованный ответ в пункте б) ИЛИ имеется верное доказательство утверждения пункта а), и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки2
Имеется верное доказательство утверждения пункта а), ИЛИ при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки, ИЛИ обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше0
Максимальный балл3

Типичные ошибки

Решить это задание в тренажёре

В тренажёре: подсказки по шагам, разбор твоей ошибки ИИ-репетитором (он не даёт готовый ответ), повторение ошибок по интервалам и общий прогресс. Все задания №14 по профильной математике · Разбор темы №14 с нуля