Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пра­виль­ной четырёхуголь­ной пи­ра­ми­де SABCD сто­ро­на ос­но­ва­ния AB  =  8, а бо­ко­вое ребро SA  =  7. На рёбрах AB и SB от­ме­че­ны точки M и K со­от­вет­ствен­но, причём AM  =  2, SK  =  1.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость CKM пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти ABC.

б)  Най­ди­те объём пи­ра­ми­ды BCKM.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть пря­мые BD и СM пе­ре­се­ка­ют­ся в точке H. Рас­смот­рим квад­рат ABCD. Тре­уголь­ни­ки MHB и CHD по­доб­ны по двум углам. По­лу­ча­ем:  дробь: чис­ли­тель: DH, зна­ме­на­тель: BH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: CD, зна­ме­на­тель: MB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , BH= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби BD.

Пусть SO  — вы­со­та пи­ра­ми­ды SABCD. Тогда, по­сколь­ку пи­ра­ми­да SABCD пра­виль­ная, центр квад­ра­та ABCD сов­па­да­ет с точ­кой О. Зна­чит, пря­мая SO лежит в плос­ко­сти SBD.

В тре­уголь­ни­ке SOB имеем:

 дробь: чис­ли­тель: BH, зна­ме­на­тель: OB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2BH, зна­ме­на­тель: BD конец дроби =2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: SB конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, пря­мые КН и SO па­рал­лель­ны. По­лу­ча­ем, что пря­мая КН пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС. Зна­чит, со­дер­жа­щая пря­мую КН плос­кость СКМ пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС.

б)  Пусть h  — вы­со­та пи­ра­ми­да ВСКМ, про­ведённая из вер­ши­ны К. В тре­уголь­ни­ке SOB имеем:

OB= дробь: чис­ли­тель: BD, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ;

SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SB в квад­ра­те минус OB в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та ;

h= дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: SB конец дроби умно­жить на SO = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Пло­щадь тре­уголь­ни­ка ВСМ равна

S_BCM= дробь: чис­ли­тель: MB умно­жить на BC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =24.

Объём пи­ра­ми­ды ВСКМ равен

V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на h умно­жить на S_BCM= дробь: чис­ли­тель: 48 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 48 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 17 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

 

При­ве­дем ре­ше­ние пунк­та а) Ирины Шарго.

Пусть пря­мые BD и СM пе­ре­се­ка­ют­ся в точке H. Пусть точка O  — центр ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды. Тогда для тре­уголь­ни­ка AOB по тео­ре­ме Ме­не­лая по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: OH, зна­ме­на­тель: HB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: MA конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AC, зна­ме­на­тель: CO конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: OH, зна­ме­на­тель: HB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

В тре­уголь­ни­ке SOB имеем:

 дробь: чис­ли­тель: OH, зна­ме­на­тель: OB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: SK, зна­ме­на­тель: SB конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, пря­мые КН и SO па­рал­лель­ны. По­лу­ча­ем, что пря­мая КН пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС. Зна­чит, со­дер­жа­щая пря­мую КН плос­кость СКМ пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та a) и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б)3
По­лу­чен обос­но­ван­ный ответ в пунк­те б)

ИЛИ

име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а) и при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки

2
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а)

ИЛИ

при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки,

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3
Источники:
Классификатор стереометрии: Объем тела, Пер­пен­ди­ку­ляр­ность плос­ко­стей, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да