Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 655785
i

В тет­ра­эд­ре ABCD на реб­рах AD, DC, AB и BC от­ме­че­ны точки K, M, N и L со­от­вет­ствен­но. Точка О  — точка пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей че­ты­рех­уголь­ни­ка KMLN. Из­вест­но, что  дробь: чис­ли­тель: O L, зна­ме­на­тель: O K конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: O N, зна­ме­на­тель: O M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 24, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби ;  D K умно­жить на N A минус K A умно­жить на B N = A K умно­жить на N A.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость се­че­ния KMLN делит пло­щадь грани ABD в со­от­но­ше­нии 4 : 31.

б)  Най­ди­те от­но­ше­ние объ­е­мов мно­го­гран­ни­ков, на ко­то­рые плос­кость се­че­ния KMLN делит тет­ра­эдр ABCD.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Точки K, M, N и L лежат в одной плос­ко­сти. Если бы плос­кость KLMN была па­рал­лель­на пря­мой BD, то вы­пол­ня­лось бы со­от­но­ше­ние  дробь: чис­ли­тель: DK, зна­ме­на­тель: KA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби , но из усло­вия сле­ду­ет, что  дробь: чис­ли­тель: DK, зна­ме­на­тель: KA конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби = 1. Сле­до­ва­тель­но, пря­мая BD пе­ре­се­ка­ет плос­кость KLMN. Обо­зна­чим P точку их пе­ре­се­че­ния.

По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ков KLP и MNP по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: LM, зна­ме­на­тель: MP конец дроби = 1

и

 дробь: чис­ли­тель: PL, зна­ме­на­тель: LM конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 24 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: NK, зна­ме­на­тель: KP конец дроби = 1.

От­сю­да

 дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: MP, зна­ме­на­тель: LM конец дроби ,

 дробь: чис­ли­тель: PL, зна­ме­на­тель: LM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 24, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: KP, зна­ме­на­тель: NK конец дроби ,

тогда из ра­вен­ства  дробь: чис­ли­тель: MP, зна­ме­на­тель: LM конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: PL, зна­ме­на­тель: LM конец дроби на­хо­дим:

 дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 24, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: KP, зна­ме­на­тель: NK конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \Rightarrow дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 24, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка ,

что дает  дробь: чис­ли­тель: PN, зна­ме­на­тель: NK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . Далее, по тео­ре­ме Ме­не­лая:  дробь: чис­ли­тель: PB, зна­ме­на­тель: BD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DA, зна­ме­на­тель: AK конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби = 1, от­ку­да

 дробь: чис­ли­тель: NA, зна­ме­на­тель: BN конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BP, зна­ме­на­тель: DP конец дроби = 1,

 дробь: чис­ли­тель: DP, зна­ме­на­тель: BP конец дроби = дробь: чис­ли­тель: NA, зна­ме­на­тель: BN конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: KD, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: BD, зна­ме­на­тель: PB конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DA, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 1 плюс дробь: чис­ли­тель: KD, зна­ме­на­тель: AK конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: KD, зна­ме­на­тель: AK конец дроби .

Из усло­вия сле­ду­ет, что  дробь: чис­ли­тель: KD, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби плюс 1, по­это­му

 дробь: чис­ли­тель: NA, зна­ме­на­тель: BN конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка ,

от­ку­да

1 плюс дробь: чис­ли­тель: NA, зна­ме­на­тель: BN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 29, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: NA конец дроби .

Таким об­ра­зом, x = дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: x конец дроби , где x = дробь: чис­ли­тель: NA, зна­ме­на­тель: BN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Сле­до­ва­тель­но,  дробь: чис­ли­тель: DK, зна­ме­на­тель: KA конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­чит,

 дробь: чис­ли­тель: S_AKN, зна­ме­на­тель: S_ABD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: AD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AN, зна­ме­на­тель: AB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 35 конец дроби ,

от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: S_AKN, зна­ме­на­тель: S_BNKD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 31 конец дроби .

б)  Из пунк­та а) по­лу­чим, что  дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: LM, зна­ме­на­тель: MP конец дроби = 1, то есть  дробь: чис­ли­тель: LM, зна­ме­на­тель: MP конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби . Кроме того,

 дробь: чис­ли­тель: DP, зна­ме­на­тель: BP конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DA, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

По тео­ре­ме Ме­не­лая

 дробь: чис­ли­тель: DC, зна­ме­на­тель: MC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ML, зна­ме­на­тель: LP конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: PB, зна­ме­на­тель: BD конец дроби = 1,

тогда  дробь: чис­ли­тель: DC, зна­ме­на­тель: MC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = 1,

по­это­му  дробь: чис­ли­тель: DC, зна­ме­на­тель: MC конец дроби = 4. Также по тео­ре­ме Ме­не­лая

 дробь: чис­ли­тель: CL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BP, зна­ме­на­тель: PD конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DM, зна­ме­на­тель: MC конец дроби = 1, от­ку­да

 дробь: чис­ли­тель: CL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = 1,

что дает  дробь: чис­ли­тель: CL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби .

Най­дем от­но­ше­ние объ­е­мов мно­го­гран­ни­ков DKPM и DABC:

 дробь: чис­ли­тель: DK умно­жить на DP умно­жить на DM, зна­ме­на­тель: DA умно­жить на DB умно­жить на DC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 75, зна­ме­на­тель: 56 конец дроби .

Най­дем от­но­ше­ние объ­е­мов мно­го­гран­ни­ков PNBL и PDKM:

 дробь: чис­ли­тель: PN умно­жить на PB умно­жить на PL, зна­ме­на­тель: PK умно­жить на PD умно­жить на PM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 21, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 54, зна­ме­на­тель: 125 конец дроби .

Най­дем от­но­ше­ние объ­е­мов мно­го­гран­ни­ков BNLMDK и PDKM:

 дробь: чис­ли­тель: V_BNLMDK, зна­ме­на­тель: V_PDKM конец дроби = 1 минус дробь: чис­ли­тель: 54, зна­ме­на­тель: 125 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 71, зна­ме­на­тель: 125 конец дроби ,

сле­до­ва­тель­но,

 дробь: чис­ли­тель: V_BNLMDK, зна­ме­на­тель: V_DABC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 71, зна­ме­на­тель: 125 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 75, зна­ме­на­тель: 56 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 213, зна­ме­на­тель: 280 конец дроби .

Итак, плос­кость KLMN делит объем пи­ра­ми­ды ABCD в от­но­ше­нии 213 : 67.

 

Ответ: 213 : 67.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), 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 № 458