Zadanie maturalne nr 7, matura 2023 - poziom rozszerzony
Treść zadania:
Dany jest sześcian \(ABCDEFGH\) o krawędzi długości 6. Punkt \(S\) jest punktem przecięcia przekątnych \(AH\) i \(DE\) ściany bocznej \(ADHE\) (zobacz rysunek).
Oblicz wysokość trójkąta \(SBH\) poprowadzoną z punktu \(S\) na bok \(BH\) tego trójkąta. Zapisz obliczenia.
Rozwiązanie zadania
Wykonamy rysunki pomocnicze.
Zauważamy, że trójkąt \(AHB\) jest prostokątny. Można to sprawdzić na podstawie twierdzenia Pitagorasa.
\(|AH|^2+|AB|^2=|HB|^2\)
Ponieważ \(AH\) jest przekątną ściany bocznej, będącej kwadratem, to \(|AH|=6\sqrt{2}\).
Ponieważ \(HB\) jest przekątną ściany bocznej, będącej kwadratem, to \(|HB|=6\sqrt{3}\).
\(((6\sqrt{2})^2+6^2=(6\sqrt{3})^2\)
\(3\cdot 6^2=3\cdot 6^2\)
Wykazaliśmy, że mamy do czynienia z trójkątem prostokątnym. Narysujmy go.
Na podstawie definicji sinusa kąta w trójkącie \(ABH\) mamy:
\(\sin{\angle AHB}=\frac{6}{|HB|}\)
Na podstawie definicji sinusa kąta w trójkącie \(HSP\) mamy:
\(\sin{\angle AHB}=\frac{|SP|}{|SH|}\)
Zatem:
\(\frac{6}{|HB|}=\frac{|SP|}{|SH|}\)
Ponieważ wcześniej wykazaliśmy, że \(|HB|=6\sqrt{3}\) i \(|AH|=6\sqrt{2}\), przez co \(|SH|=3\sqrt{2}\), to:
\(\frac{6}{6\sqrt{3}}=\frac{|SP|}{3\sqrt{2}}\)
\(6\sqrt{3}\cdot |SP|=18\sqrt{2}\)
\(|SP|=3\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}}\)
\(|SP|=3\frac{\sqrt{2}\cdot \sqrt{3}}{\sqrt{3}\cdot \sqrt{3}}\)
\(|SP|=\sqrt{6}\)
Odpowiedź
© medianauka.pl, 2023-07-18, ZAD-4943
Zadania podobne
Zadanie nr 1.
Ile osób może zagłosować, używając kulek o średnicy 1 cm, wrzucając je do urny o wymiarach 1 m x 1 m x 1 m?
Zadanie nr 2.
Przekątna sześcianu ma długość równą \(\sqrt{3}\). Oblicz objętość tego sześcianu.
Zadanie nr 3 — maturalne.
Przekątna sześcianu ma długość \(4\sqrt{3}\). Pole powierzchni tego sześcianu jest równe
A. 96
B. \(24\sqrt{3}\)
C. 192
D. \(16\sqrt{3}\)
Zadanie nr 4 — maturalne.
Dany jest sześcian \(ABCDEFG\) o krawędzi długości \(a\). Punkty \(E, F, G, B\) są wierzchołkami ostrosłupa \(EFGB\) (zobacz rysunek).
Pole powierzchni całkowitej ostrosłupa \(EFGB\) jest równe
A. \(a^2\)
B. \(\frac{3\sqrt{3}}{2}\cdot a^2\)
C. \(\frac{3}{2}\cdot a^2\)
D. \(\frac{3+\sqrt{3}}{2}\cdot a^2\)