Решение задач ЕГЭ при помощи теоремы Менелая и координатного метода
Учитель математики ГБОУ СОШ№15
Г. Севастополя
Василенко И.В.
Теорема Менелая
- Если на сторонах AB и BC треугольника ABC взяты соответственно точки C 1 и A 1 , а точка B 1 взята на продолжении стороны AC за точку C (рис.1), то точки C 1 , A 1 и B 1 лежат на одной прямой тогда и только тогда , когда выполнено равенство
Задача №1
Вставка рисунка
В правильной треугольной пирамиде SABC с вершиной S, все рёбра которой равны 6, точка M - середина ребра BC, точка O - центр основания пирамиды, точка F делит отрезок SO в отношении 1:2, считая от вершины пирамиды.
a) Найдите отношение, в котором плоскость CMF делит отрезок SA, считая от вершины S.
б) Найдите угол между плоскостью MCF и плоскостью ABC
Задача№2
Вставка рисунка
В правильной шестиугольной пирамиде SABCDEF с вершиной S боковое ребро вдвое больше стороны основания.
а)Докажите, что плоскость, проходящая через середины рёбер SA и SD и вершину C, делит апофему грани ASB в отношении 2:1, считая от вершины.
Задача№2
В правильной шестиугольной пирамиде SABCDEF с вершиной S боковое ребро вдвое больше стороны основания.
б) Найдите отношение, в котором плоскость, проходящая через середины рёбер SA и SD и вершину C, делит ребро SF, считая от вершины S.
Координатный метод
- Координатный метод удобно применять, когда требуется:
- Найти угол между прямыми.
- Найти угол между прямой и плоскостью.
- Найти угол между плоскостями.
- Доказать перпендикулярность прямых.
- Доказать перпендикулярность прямой и плоскости.
- Доказать, что точка принадлежит плоскости.
- Найти расстояние от точки до плоскости.
- Найти расстояние между скрещивающимися прямыми.
Алгоритм решения
1) введём прямоугольную декартову систему координат;
2) запишем координаты нужных нам точек во введённой системе координат;
3) найдём координаты направляющих векторов (векторов, лежащих на данных прямых);
4) найдём длины этих векторов и их скалярное произведение;
5) найдём косинус угла между этими векторами – t;
6) найдём α = arccos | t |.
Алгоритмы решения
- Найти расстояние от точки до плоскости
1) введём прямоугольную декартову систему координат;
2) запишем координаты нужных нам точек во введённой системе координат;
3) составим уравнение плоскости, проходящей через три точки:
Ax + By + Cz + D = 0 ( если плоскость не проходит через начало координат, то d=1, если же проходит, то d=0) ;
4) найдем искомое расстояние по формуле:
- Найти расстояние между скрещивающимися прямыми
1) зафиксируем одну прямую;
2) возьмём произвольную точку на второй прямой прямой и проведём через неё прямую , параллельную зафиксированной;
3) через вторую прямую и прямую, параллельную зафиксированной, проведём плоскость α;
4) расстояние между скрещивающимися прямыми будет равно расстоянию от точки, лежащей на первой прямой до плоскости, содержащей вторую прямую.
5) применить предыдущий алгоритм.
Задача №3
- Основание пирамиды SABC-равносторонний треугольник ABC. Боковое ребро SA перпендикулярно плоскости основания, точки М и N — середины рёбер BC и AB соответственно, причём SN=AM
а) Докажите, что угол между прямыми AM и SN равен 60°.
б) Найдите расстояние между этими прямыми, если BC=6.
Алгоритмы решения
- Доказать, что точка принадлежит плоскости
1) введём прямоугольную декартову систему координат;
2) запишем координаты нужных нам точек во введённой системе координат;
3) составим уравнение плоскости, проходящей через три точки:
Ax + By + Cz + D = 0 ( если плоскость не проходит через начало координат, то d=1, если же проходит, то d=0) ;
4) подставим координаты заданной точки в уравнение плоскости.
5) если получится верное равенство, точка принадлежит плоскости.
- Найти расстояние от точки до плоскости
1) введём прямоугольную декартову систему координат;
2) запишем координаты нужных нам точек во введённой системе координат;
3) составим уравнение плоскости, проходящей через три точки:
- Ax + By + Cz + D = 0 ( если плоскость не проходит через начало координат, то d=1, если же проходит, то d=0) ;
4) найдем искомое расстояние по формуле нахождения расстояния от точки до плоскости.
Задача №4
- В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 на рёбрах AC и BC отмечены соответственно точки M и N так, что AM:MC=CN:BN=2:1,точка K - середина ребра A1C1.
а) Докажите, что плоскость MNK проходит через вершину B1.
б) Найдите расстояние от точки C до плоскости KMN, если AB=6, AA1=2 ,4