Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 537134
i

В пра­виль­ной ше­сти­уголь­ной пи­ра­ми­де SABCDEF с вер­ши­ной S через сто­ро­ну ос­но­ва­ния АВ про­ве­де­на плос­кость, де­ля­щая бо­ко­вые ребра про­ти­во­по­лож­ной грани по­по­лам.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость се­че­ния делит грань SCD на части, пло­ща­ди ко­то­рых от­но­сят­ся как 1 : 2.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния пи­ра­ми­ды этой плос­ко­стью, если сто­ро­на ос­но­ва­ния равна 1, а вы­со­та пи­ра­ми­ды равна  дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть M  — се­ре­ди­на SE, N  — се­ре­ди­на SD. Плос­кость ABN пе­ре­се­ка­ет грань SCD в точке P. Пря­мая NP лежит в одной плос­ко­сти с AB и DC, зна­чит, AB, DC и NP пе­ре­се­ка­ют­ся в одной точке  — K. Углы ABC и BCD равны 120°, таким об­ра­зом, тре­уголь­ник BCK  — рав­но­сто­рон­ний (сто­ро­ны KC и CD равны). По тео­ре­ме Ме­не­лая

 дробь: чис­ли­тель: SP, зна­ме­на­тель: PC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: CK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DN, зна­ме­на­тель: NS конец дроби =1.

Сле­до­ва­тель­но, SP : PC = 2 : 1, SP : SC = 2 : 3, от­ку­да S_SPN:S_SCD= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . От­сю­да PN делит пло­щадь тре­уголь­ни­ка SCD в от­но­ше­нии 2 : 1.

б)  Се­че­ние пи­ра­ми­ды этой плос­ко­стью яв­ля­ет­ся ше­сти­уголь­ни­ком ATMNPB. Пусть H  — центр ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды, тогда HA = AB. Тогда вы­чис­лим:

AS в квад­ра­те =AH в квад­ра­те плюс HS в квад­ра­те =1 плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \Rightarrow AS= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Най­дем ко­си­нус угла CSD. По тео­ре­ме ко­си­ну­сов

 ко­си­нус \angle CSD= дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус 1, зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 22, зна­ме­на­тель: 26 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби .

Най­дем PN:

PN в квад­ра­те =NS в квад­ра­те плюс SP в квад­ра­те минус 2SP умно­жить на NS умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 13 конец дроби =
= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 11, зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на 3 умно­жить на 13 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 13 умно­жить на 25 минус 22 умно­жить на 12, зна­ме­на­тель: 144 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 61, зна­ме­на­тель: 144 конец дроби .

Тогда PN= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 61 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби . Най­дем PB:

PB в квад­ра­те =PC в квад­ра­те плюс CB в квад­ра­те минус 2PC умно­жить на CB умно­жить на ко­си­нус \angle PCB= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 1 минус дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби .

По­лу­ча­ем PB= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби . Най­дем NK:

NK в квад­ра­те =DN в квад­ра­те плюс DK в квад­ра­те минус 2DN умно­жить на DK умно­жить на ко­си­нус \angle SDC= дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби плюс 4 минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 61, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

Таким об­ра­зом, NK= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 61 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , от­но­ше­ние  дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Пусть MR  — вы­со­та тра­пе­ции LMNK. Най­дем MR:

MR в квад­ра­те =ML в квад­ра­те минус LR в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 61, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 61 минус 25, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

Тогда MR= дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Пусть h  — вы­со­та тре­уголь­ни­ка BPK, про­ве­ден­ная к BK. От­но­ше­ние  дробь: чис­ли­тель: h, зна­ме­на­тель: MR конец дроби = дробь: чис­ли­тель: PK, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , от­ку­да h=1. По­лу­чим ис­ко­мую пло­щадь:

S_ATMNPB=S_LMNK минус 2S_BPK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 3 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 1 умно­жить на 1= дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби минус 1= дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в пунк­тах а) и б) 2
Вы­пол­нен толь­ко один из пунк­тов   — а) или б)1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 307 (часть 2)