Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 557243
i

На бо­ко­вых реб­рах SA и SB пра­виль­но­го тет­ра­эд­ра SABC взяты точки E и F так, что  дробь: чис­ли­тель: AE, зна­ме­на­тель: ES конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BF, зна­ме­на­тель: FS конец дроби =2.

а)  До­ка­жи­те, что ко­си­нус угла между плос­ко­стя­ми CEF и ABC равен  дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

б)  Най­ди­те пло­щадь про­ек­ции тре­уголь­ни­ка CEF на плос­кость ос­но­ва­ния АВС, если ребро тет­ра­эд­ра равно 9.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть K  — се­ре­ди­на AB, CK  — вы­со­та, M  — точка пе­ре­се­че­ния апо­фе­мы SK с EF (то есть плос­ко­стью CEF), а M'  — про­ек­ция точки M на вы­со­ту CK. Из усло­вия сле­ду­ет, что пря­мые EF и AB па­рал­лель­ны, тогда, по тео­ре­ме о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах, пря­мая CM пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой EF и угол MCK  — ли­ней­ный угол между плос­ко­стя­ми CEF и ABC. Найдём его ко­си­нус.

Пусть ребро тет­ра­эд­ра равно a. Тогда вы­со­та ос­но­ва­ния CK= дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , а вы­со­та пи­ра­ми­ды

SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SC в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CO пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Тре­уголь­ни­ки KMM' и SOK по­доб­ны, при этом

 дробь: чис­ли­тель: MM', зна­ме­на­тель: SO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: MK, зна­ме­на­тель: SK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: EA, зна­ме­на­тель: SA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , MM\= дробь: чис­ли­тель: 2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби ,

CM'=CO плюс OM'= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CK плюс левая круг­лая скоб­ка OK минус KM' пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CK плюс левая круг­лая скоб­ка OK минус дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби OK пра­вая круг­лая скоб­ка =

= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CK плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби OK= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CK плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби CK= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби CK= дробь: чис­ли­тель: 7a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 18 конец дроби .

Далее,

 тан­генс \angle MCK= дробь: чис­ли­тель: MM', зна­ме­на­тель: CM' конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \tfrac2a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби \tfrac7a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 18= дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби ,

от­ку­да

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те \angle MCK конец дроби = тан­генс в квад­ра­те \angle MCK плюс 1= дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби плюс 1= дробь: чис­ли­тель: 81, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби рав­но­силь­но ко­си­нус \angle MCK= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

б)  Пусть E' и F'  — про­ек­ции точек E и F со­от­вет­ствен­но. Тогда про­ек­ци­ей рав­но­бед­рен­но­го тре­уголь­ни­ка CEF яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник CE'F'. При этом его ос­но­ва­ние

E'F'=EF= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AF=3,

а вы­со­та

CM'= дробь: чис­ли­тель: 7a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 18 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

От­сю­да ис­ко­мая пло­щадь

S_CE'F'= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби E'F' умно­жить на CM'= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 7 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 21 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 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 № 336