Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В ос­но­ва­нии че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды SАВСD лежит па­рал­ле­ло­грамм АВСD c цен­тром О. Точка N  — се­ре­ди­на ребра SC, точка L  — се­ре­ди­на ребра SA.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость BNL делит ребро SD в от­но­ше­нии 1 : 2, счи­тая от вер­ши­ны S.

б)  Най­ди­те угол между плос­ко­стя­ми BNL и АВС, если пи­ра­ми­да пра­виль­ная, SA  =  8, а тан­генс угла между бо­ко­вым реб­ром и плос­ко­стью ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды равен  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Про­ве­дем LN  — сред­нюю линию тре­уголь­ни­ка SAC. Она яв­ля­ет­ся ли­ни­ей пе­ре­се­че­ния плос­ко­сти SAC и се­че­ния BLN. Пусть O  — точка пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей ос­но­ва­ния, пусть LN пе­ре­се­ка­ет SO в точке M (оба от­рез­ка лежат в плос­ко­сти SAC), и пусть BM пе­ре­се­ка­ет SD в точке K (оба от­рез­ка лежат в плос­ко­сти SBD). Тогда от­ре­зок BM лежит в плос­ко­сти BLN и, сле­до­ва­тель­но, K  — точка пе­ре­се­че­ния плос­ко­сти BLN с реб­ром SD. За­ме­тим, что O  — се­ре­ди­на диа­го­на­ли BD, а M  — се­ре­ди­на от­рез­ка SO. За­пи­шем тео­ре­му Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка SOD и пря­мой BK:

 дробь: чис­ли­тель: SK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DB, зна­ме­на­тель: BO конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: OM, зна­ме­на­тель: MS конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: SK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: SK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

б)  Пи­ра­ми­да пра­виль­ная, по­это­му SO  — ее вы­со­та. Угол между бо­ко­вым реб­ром и ос­но­ва­ни­ем равен углу SBO,  тан­генс \angleSBO= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 7 , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . Пусть OB  =  5x, тогда SO= ко­рень из 7 x. За­пи­шем тео­ре­му Пи­фа­го­ра для тре­уголь­ни­ка SBO:

SO в квад­ра­те плюс OB в квад­ра­те =SB в квад­ра­те рав­но­силь­но 7x в квад­ра­те плюс 25x в квад­ра­те =64 рав­но­силь­но x в квад­ра­те =2 рав­но­силь­но x= ко­рень из 2 .

Тогда OB=5 ко­рень из 2 , SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , OM= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Пря­мая OB  — про­ек­ция пря­мой MB на плос­кость ABCD. Пря­мые OB и AC пер­пен­ди­ку­ляр­ны, пря­мые LN и AC па­рал­лель­ны, по­это­му пря­мые MB и LN пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Обе пря­мые OB и MB пер­пен­ди­ку­ляр­ны линии пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей BLN и ABC. Сле­до­ва­тель­но, угол MBO  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла между плос­ко­стя­ми BLN и ABC и равен ис­ко­мо­му. Най­дем

 тан­генс \angleMBO= дробь: чис­ли­тель: MO, зна­ме­на­тель: OB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 5 ко­рень из 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 7 , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби ,

от­ку­да ис­ко­мый угол равен  арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 7 , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби .

 

Ответ: б)  арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 7 , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби .

 

При­ве­дем ре­ше­ние пунк­та б) Та­тья­ны Ше­ве­ле­вой.

Пря­мая OB  — про­ек­ция пря­мой MB на плос­кость ABCD. Пря­мые OB и AC пер­пен­ди­ку­ляр­ны, пря­мые LN и AC па­рал­лель­ны, по­это­му пря­мые MB и LN пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Обе пря­мые OB и MB пер­пен­ди­ку­ляр­ны линии пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей BLN и ABC. Сле­до­ва­тель­но, угол MBO  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла между плос­ко­стя­ми BLN и ABC и равен ис­ко­мо­му.

По до­ка­зан­но­му в пунк­те а) MO= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SO, сле­до­ва­тель­но,

 тан­генс \angleMBO= дробь: чис­ли­тель: MO, зна­ме­на­тель: OB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SO, зна­ме­на­тель: OB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби тан­генс SBO= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 умно­жить на 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби ,

от­ку­да ис­ко­мый угол равен  арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 7 , зна­ме­на­тель: 10 конец дроби .

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
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 328. (часть C)
Методы геометрии: Тео­ре­ма Ме­не­лая
Классификатор стереометрии: Дву­гран­ный угол, ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла, Де­ле­ние от­рез­ка, Угол между плос­ко­стя­ми, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да