В правильной треугольной пирамиде SABC с вершиной S, где все ребра равны 4, точка N является серединой ребра AС, точка O - центром основания пирамиды, а точка P делит отрезок SO в соотношении 3:1, считая от вершины. Какое расстояние от точки B до прямой NP?
Геометрия 10 класс Геометрия многогранников правильная треугольная пирамида расстояние от точки до прямой геометрия ребра пирамиды серединные точки центр основания деление отрезка треугольник задачи по геометрии
Для решения задачи найдем расстояние от точки B до прямой NP, используя геометрические свойства правильной треугольной пирамиды и координатный метод.
Шаг 1: Определение координат точекДля нахождения высоты h используем теорему Пифагора. Высота h равна:
h = √(4² - (2√3)²) = √(16 - 12) = √4 = 2.
Таким образом, координаты точки S будут (2, (2√3)/3, 2).
Шаг 2: Определение точек N и OТочка P делит отрезок SO в соотношении 3:1. Мы можем использовать формулу для нахождения точки, делящей отрезок в заданном соотношении:
Теперь найдем уравнение прямой NP. Вектор NP можно найти как разность координат P и N:
Уравнение прямой NP можно записать в параметрической форме:
Теперь найдем расстояние от точки B (4, 0, 0) до прямой NP. Для этого используем формулу расстояния от точки до прямой в пространстве:
Расстояние = |(AB x AP)| / |AB|, где AB - вектор от точки A до точки B, AP - вектор от точки A до точки P.
Сначала найдем векторы:
Теперь найдем векторное произведение AB и AP:
AB x AP = |i j k|
|4 0 0|
|2 (2√3)/3 3/2|
Рассчитываем определитель:
AB x AP = (0 - 0)i - (0 - 6)j + (4*(2√3)/3 - 0)k = (0, -6, (8√3)/3).
Теперь найдем длину этого вектора:
|AB x AP| = √(0² + (-6)² + ((8√3)/3)²) = √(36 + 64/3) = √(108/3 + 64/3) = √(172/3).
Теперь найдем |AB|:
|AB| = √(4² + 0² + 0²) = 4.
Теперь подставим значения в формулу расстояния:
Расстояние = |(AB x AP)| / |AB| = √(172/3) / 4.
Ответ:Расстояние от точки B до прямой NP равно √(172)/12.