Контрольная работа № 4 по геометрии с ответами 10 класс Базовый уровень «Угол между прямой и плоскостью. Угол между плоскостями. Перпендикулярные плоскости» Варианты 3-4 для УМК Мерзляк п/р. В. Е. Подольского. Код материалов: Геометрия 10 Контрольная 4 В34 + Решения.
Вернуться к Списку работ (в ОГЛАВЛЕНИЕ)
Геометрия 10 класс (Мерзляк, баз.)
Контрольная № 4. Варианты 3-4
Тема: Угол между прямой и плоскостью. Угол между плоскостями. Перпендикулярные плоскости
Вариант 3 (задания и решения)
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ЗАДАНИЯ
№ 1. Из точки A, которая лежит вне плоскости а, проведены к этой плоскости наклонные AC и AD, образующие с ней углы 45° и 60° соответственно. Найдите длину проекции наклонной AD на плоскость а, если AC = 4√2 см.
ОТВЕТ: 4/√3 см = 4√3/3 см (≈ 2,3 см).
1) Обозначим проекции наклонных AC и AD на плоскость а как OC и OD соответственно (AO ⊥ пл. a). Тогда треугольники AOC и AOD — прямоугольные. Нам необходимо найти длину OD.
2) Угол между наклонной и плоскостью — это угол между наклонной и ее проекцией на плоскость. Таким образом, ∠ACO = 45° и ∠ADO = 60°.
3) В прямоугольном △ACO:
AO = АC * sin(∠ACO) = 4√2 * sin(45°) = 4√2 * √2/2 = 4.
4) В прямоугольном △ADO:
OD = AO / (tg(∠ADO)) = 4 / tg(60°) = 4 / √3 = 4√3/3 = 2,3 (см).
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-3

№ 2. Точка A принадлежит одной из граней двугранного угла и удалена от другой грани на 6 см. Найдите расстояние от точки A до ребра двугранного угла, если величина этого угла равна 30°.
ОТВЕТ: 12 см.
Дано: точка A принадлежит одной из граней двугранного угла; расстояние от точки A до другой грани двугранного угла равно 6 см; величина двугранного угла равна 30°.
Найти: расстояние от точки A до ребра двугранного угла.
Решение. Построим геометрическую модель:
обозначим ребро двугранного угла как прямую l;
пусть точка A лежит на грани α;
опустим из точки A перпендикуляр AH на другую грань β, где H — основание перпендикуляра. По условию, AH = 6 см;
из точки A опустим перпендикуляр AB на ребро l, где B — основание перпендикуляра. Искомое расстояние — это длина отрезка AB.
Построим линейный угол двугранного угла:
проведём отрезок BH — он будет лежать на грани β и перпендикулярен ребру l (по теореме о трёх перпендикулярах, так как AB ⊥ l и AH ⊥ β);
тогда ∠ABH — линейный угол двугранного угла, и по условию ∠ABH = 30°.
Рассмотрим прямоугольный треугольник ABH:
∠AHB = 90° (так как AH ⊥ β);
∠ABH = 30° (линейный угол двугранного угла);
катет AH = 6 см, противолежащий углу 30°.
Найдём искомое расстояние AB:
В прямоугольном треугольнике синус острого угла равен отношению противолежащего катета к гипотенузе:
sin 30° = (AH) / (AB)
Подставляем известные значения: 1/2 = 6/(AB)
Отсюда находим AB:
AB = 6/(1/2) = 6 • 2 = 12 см
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
Двугранный угол, образованный полуплоскостями измеряется величиной его линейного угла, получаемого при пересечении двугранного угла плоскостью, перпендикулярной его ребру (то есть перпендикулярной к обеим плоскостям). Обозначим: АВ – это расстояние от А до ребра двугранного угла, ВС – проекция АВ на плоскость второй грани. АС = 6 см. Необходимо найти АВ.
Плоскость АВС перпендикулярна к обеим граням двугранного угла, так как отрезок АВ перпендикулярен ребру двугранного угла (дано), а отрезок ВС перпендикулярен этому ребру по теореме о трех перпендикулярах. Следовательно, двугранный угол равен линейному углу АВС = 30°. В прямоугольном треугольнике АВС с прямым углом (∠С) АВ – гипотенуза, а АС – сторона, противолежащая острому углу в 30°. Если один из углов прямоугольного треугольника равен 30°, то противолежащий этому углу катет равен половине гипотенузы. Следовательно, АВ = 2•АС = 2•6 = 12.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-3

№ 3. Угол между плоскостями треугольников ABC и ABD равен 60°, AC = BC = 20 см, AB = 24 см, AD = BD, ∠ADB = 90°. Найдите отрезок CD.
ОТВЕТ: 4√13 см.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ № 1
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ № 2
№ 4. Концы отрезка, длина которого равна 10 см, принадлежат двум перпендикулярным плоскостям. Углы, которые образует отрезок с данными плоскостями, равны 45° и 60°. Найдите расстояние между основаниями перпендикуляров, опущенных из концов отрезка на линию пересечения плоскостей.
ОТВЕТ: 5√3 см.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ № 1
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ № 2
№ 5. Через катет прямоугольного равнобедренного треугольника проведена плоскость, которая образует с плоскостью треугольника угол 60°. Найдите синус угла, который образует гипотенуза треугольника с этой плоскостью.
ОТВЕТ: √6 / 4.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ
Варианты 1 и 2 смотрите тут: К-4 Варианты 1-2
Вариант 4 (задания и ответы)
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть ЗАДАНИЯ
№ 1. Из точки M, которая лежит вне плоскости а, проведены к этой плоскости наклонные MN и MK, образующие с ней углы 30° и 45° соответственно. Найдите длину наклонной MK, если длина проекции наклонной MN на плоскость а равна 4√3 см.
ОТВЕТ: MK = 4√2 см (≈ 5,66 см).
Дано: точка M лежит вне плоскости α; MN и MK — наклонные к плоскости α; угол между MN и плоскостью α равен 30°; угол между MK и плоскостью α равен 45°; длина проекции MN на плоскость α равна 4√3 см.
Найти: длину наклонной MK.
Решение: Опустим перпендикуляр из точки M на плоскость α.
Пусть MH — перпендикуляр к плоскости α, где H — основание перпендикуляра. Тогда:
HN — проекция наклонной MN на плоскость α;
HK — проекция наклонной MK на плоскость α.
Рассмотрим прямоугольный треугольник MHN:
∠MHN = 90° (так как MH перпендикулярен плоскости α);
∠MNH = 30° (угол между наклонной MN и плоскостью α);
HN = 4√3 см (по условию).
В прямоугольном треугольнике тангенс угла равен отношению противолежащего катета к прилежащему:
tan 30° = (MH) / (HN)
Подставляем известные значения:
1 / (√3) = (MH) / (4√3)
Отсюда находим длину перпендикуляра MH:
MH = (4√3) / (√3) = 4 см
Рассмотрим прямоугольный треугольник MHK:
∠MHK = 90° (так как MH перпендикулярен плоскости α);
∠MKH = 45° (угол между наклонной MK и плоскостью α).
Так как ∠MKH = 45°, треугольник MHK является равнобедренным прямоугольным треугольником, то есть MH = HK = 4 см.
Найдём длину наклонной MK по теореме Пифагора:
MK = √{MH^2 + HK^2} = √{4^2 + 4^2} = √{16 + 16} = √32 = 4√2 см.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-1
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
№ 2. Точка M принадлежит одной из граней двугранного угла и удалена от его ребра на 4 см. Найдите расстояние от точки M до другой грани угла, если величина этого угла равна 45°.
ОТВЕТ: 2√2 см (≈ 2,83 см)
Дано: точка M принадлежит одной из граней двугранного угла; расстояние от точки M до ребра двугранного угла равно 4 см; величина двугранного угла равна 45°.
Найти: расстояние от точки M до другой грани угла.
Решение: Построим геометрическую модель:
обозначим ребро двугранного угла как прямую a;
пусть точка M лежит на грани α;
опустим из точки M перпендикуляр MH на ребро a, где H — основание перпендикуляра. По условию, MH = 4 см;
из точки M опустим перпендикуляр MK на вторую грань β, где K — основание перпендикуляра. Искомое расстояние — это длина отрезка MK.
Построим линейный угол двугранного угла:
проведём отрезок HK — он будет лежать на грани β и перпендикулярен ребру a (по теореме о трёх перпендикулярах, так как MH ⊥ a и MK ⊥ β);
тогда ∠MHK — линейный угол двугранного угла, и по условию ∠MHK = 45°.
Рассмотрим прямоугольный треугольник MHK:
∠MKH = 90° (так как MK ⊥ β);
∠MHK = 45° (линейный угол двугранного угла);
гипотенуза MH = 4 см.
Найдём искомое расстояние MK:
В прямоугольном треугольнике синус острого угла равен отношению противолежащего катета к гипотенузе:
sin 45° = (MK) / (MH)
Подставляем известные значения:
(√2) / 2 = (MK) / 4
Отсюда находим MK:
MK = 4 • (√2)/2 = 2√2\ см
Ответ: расстояние от точки M до другой грани угла равно 2√2 см.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-1
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
№ 3. Угол между плоскостями ABC и ADC равен 60°, AB = BC = AC = 12 см, AD = CD, ∠ADC = 120°. Найдите отрезок BD.
ОТВЕТ: BD = 2√21 см.
Дано: угол между плоскостями ABC и ADC равен 60°; AB = BC = AC = 12\ см (треугольник ABC — равносторонний); AD = CD (треугольник ADC — равнобедренный); ∠ADC = 120°.
Найти: длину отрезка BD.
Решение: Найдём высоту BM в равностороннем треугольнике ABC:
В равностороннем треугольнике со стороной a высота вычисляется по формуле:
BM = (a√3)/2 = (12√3)/2 = 6√3 см
Точка M — середина стороны AC, так как BM является также медианой.
Найдём длину AM и MC:
AM = MC = (AC)/2 = 12/2 = 6 см
Рассмотрим треугольник ADC:
AD = CD, ∠ADC = 120°;
проведём высоту DM к стороне AC. В равнобедренном треугольнике высота является также медианой и биссектрисой, поэтому AM = MC = 6\ см, а ∠ADM = ∠CDM = 60°.
Найдём длину высоты DM.
Рассмотрим прямоугольный треугольник AMD:
∠AMD = 90°, ∠ADM = 60°, AM = 6\ см;
используем определение тангенса:
tan 60° = (AM) / (DM) ⇒ √3 = 6/(DM)
Отсюда: DM = 6/(√3) = 2√3 см
Определим угол между высотами BM и DM:
Угол между плоскостями ABC и ADC равен углу между перпендикулярами к линии их пересечения (AC) в этих плоскостях, то есть ∠BMD = 60°.
Применим теорему косинусов для треугольника BMD:
BD² = BM² + DM² ─ 2 • BM • DM • cos ∠BMD
Подставляем известные значения:
BD² = (6√3)² + (2√3)² ─ 2 • 6√3 • 2√3 • cos 60°
BD² = 108 + 12 ─ 2 • 12 • 3 • 1/2
BD² = 120 ─ 36 = 84
BD = √84 = 2√21 см.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2


Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-3

№ 4. Концы отрезка, длина которого равна 14 см, принадлежат двум перпендикулярным плоскостям, а расстояния от его концов до линии пересечения плоскостей равны 8 см и 5 см. Найдите расстояние между основаниями перпендикуляров, опущенных из концов отрезка на линию пересечения плоскостей.
ОТВЕТ: √107 ≈ 10,3 (см).
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-1
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-3
№ 5. Через сторону правильного треугольника проведена плоскость, которая образует с двумя остальными сторонами треугольника углы по 30°. Найдите синус угла между плоскостью данного треугольника и проведённой плоскостью.
ОТВЕТ: √3/6.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ
Есть и другое решение, но с другим ответом: √3/4. Не считаем его правильным.
Нажмите на спойлер, чтобы увидеть РЕШЕНИЕ-2
Запомнить! В прямоугольном треугольнике:

Синус — отношение противолежащего катета к гипотенузе.
Косинус — это отношение прилежащего катета к гипотенузе.
Тангенс — это отношение противолежащего этому углу катета к прилежащему катету.

Варианты 1 и 2 смотрите тут: К-4 Варианты 1-2
Вы смотрели: Контрольная работа по геометрии в 10 классе (базовый уровень) «Угол между прямой и плоскостью. Угол между плоскостями. Перпендикулярные плоскости» для УМК Мерзляк, Номировский, Поляков, под ред. В. Е. Подольского в 4-х вариантов. Геометрия 10 Контрольная 4 В34
Вернуться к Списку контрольных (в ОГЛАВЛЕНИЕ)
(с) Цитаты из пособия «Математика : алгебра и начала математического анализа, геометрия. Геометрия. Базовый уровень : 10 класс : методическое пособие / Е. В. Буцко, А. Г. Мерзляк, В. Б. Полонский, М. С. Якир. — М.: Вентана-Граф» использованы в учебных целях.