Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела росатом
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76663

Длины всех ребер (боковых и основания) тетраэдра ABCD  равны 1 . На ребре AB  расположена точка M  так, что AM :AB =1 :3  . Найти расстояние между скрещивающимися прямыми CM  и AD  .

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Мы видим, что нам надо найти расстояние между двумя скрещивающимися прямыми, при этом конструкция фигуры понятна и все отрезки известны. Что в таком случае мы привыкли делать?

Подсказка 2

Вводить систему координат с началом в точке A, ось х - вдоль AB, ось у - перпендикулярно оси х и в плоскости треугольника АВС. А ось z - просто перпендикулярно плоскости основания. Чтобы найти расстояние между скрещивающимися прямыми, можно найти расстояние между прямой и плоскостью, которая проходит через одну и параллельна другой прямой. Что нам нужно чтобы найти такую плоскость?

Подсказка 3

Верно, чтобы найти такую плоскость, нам нужны оба вектора AD и MC (ведь их векторное произведение - направляющий вектор нормали к плоскости, а вектор нормали к плоскости и коэффициенты канонического уравнения плоскости очень хорошо связаны). Как найти эти векторы? Через что их можно выразить?

Подсказка 4

Заметим, что вектор СМ понятным образом выражается через вектора BC и AB (ведь мы знаем в каком отношении точка M делит AB). А вектор AD понятно выражается через высоту тетраэдра из точки D на ABC, и отрезок AO (O - центр вписанной и описанной окружности треугольника ABC). А вектор AO выражается через CE и AB, где Е - середина AB. Значит, все понятно выражается и остается только это сделать и найти по формуле расстояние от точки прямой до плоскости и записать ответ!

Показать ответ и решение

Введем декартову систему координат с началом координат в точке A  , ось x  направим вдоль AB  , ось y  – на плоскости основания  ABC  перпендикулярно оси абсцисс, а ось z  перпендикулярно плоскости основания тетраэдра.

PIC

Из условия       1     1
AM  = 3AB = 3  . Пусть E  – середина AB  . Так как все ребра тетраэдра равны 1  , то радиус окружности, описанной около равностороннего треугольника в основании:         √3
R= AO = 3  .

Радиус окружности, вписанной в основание:         √3
r= EO =  6  .

Из прямоугольного треугольника DAO  находим высоту пирамиды:

    ∘ ---------  ∘-----  √-
DO =  AD2 − AO2 = 1 − 13 =-63-

Высота равностороннего треугольника ABC  со стороной 1  :      √ -
CE = -23  .

Теперь можно выписать координаты всех нужных точек: A(0,0,0)  ,      √- √-
D (12,63,36)  , M (13,0,0)  ,     √-
C(12,23,0)  .

Таким образом

       √ - √-          √-
−−→AD ={1,--3,-6};−−M→C = {1,-3,0}
     2  6  3         6 2

Напишем уравнение плоскости, проходящей через ребро AD  параллельно CM  . Найдем вектор, перпендикулярный этой плоскости

                √- √ -      √-                                      √ - √ -   √-
−→N =−A−→D × −M−→C = {1,-3,--6}× {1,-3,0} = 1-⋅({3,√3,2√6-}×{1,√3,0})= 1{− 6√2,2--6,8-3}= -6{−3√3,1,2√2-}
              2  6  3     6 2      12              3         12        3   3    18

Уравнение искомой плоскости:

  √ -      √-
−3  3x +y+ 2 2z = 0

Искомая в задаче величина равна расстоянию d  от точки M  до этой плоскости:

   |−-3√313 +-0+-0| √3-
d=   √27-+1+-8-  = 6
Ответ:

 √3
 6

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!