Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Точки M и N со­от­вет­ствен­но  — се­ре­ди­ны ребер AB и BC пра­виль­ной че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD с вер­ши­ной S. Через точки M и N про­ве­де­на плос­кость α, ко­то­рая пе­ре­се­ка­ет ребра AS и CS в точ­ках P и Q со­от­вет­ствен­но. Ока­за­лось, что пря­мые PM и QN па­рал­лель­ны друг другу.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость α па­рал­лель­на ребру BS.

б)  Най­ди­те пло­щадь пя­ти­уголь­ни­ка, ко­то­рый по­лу­ча­ет­ся в се­че­нии пи­ра­ми­ды SABCD плос­ко­стью α, если из­вест­но, что AB  =  ⁠16 и BS  =  ⁠18.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть плос­кость α не па­рал­лель­на ребру BS и они пе­ре­се­ка­ют­ся в точке X. За­ме­тим, что PM  — пря­мая пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей SAB и α, таким об­ра­зом, точка X лежит на пря­мой PM. Ана­ло­гич­ные рас­суж­де­ния про плос­кость SBC и пря­мую QN при­во­дят к тому, что точка X лежит на пря­мой QN и, сле­до­ва­тель­но, яв­ля­ет­ся точ­кой пе­ре­се­че­ния пря­мых PM и QN. Но по усло­вию они па­рал­лель­ны  — про­ти­во­ре­чие. Зна­чит, плос­кость α па­рал­лель­на ребру BS.

б)  За­ме­тим, что от­ре­зок MN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABC и, сле­до­ва­тель­но, па­рал­лель­на AC и равна ее по­ло­ви­не. Пусть O  — центр ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды, K и L  — точки пе­ре­се­че­ния плос­ко­сти α с реб­ром SD и диа­го­на­лью ос­но­ва­ния BD со­от­вет­ствен­но. Точка L яв­ля­ет­ся од­но­вре­мен­но се­ре­ди­ной от­рез­ков MN и OB.

Из п. а) сле­ду­ет, что пря­мые KL, PM и QN па­рал­лель­ны пря­мой BS. Таким об­ра­зом, от­рез­ки PM и QN суть сред­ние линии тре­уголь­ни­ков ASB и CSB со­от­вет­ствен­но. Они равны по­ло­ви­не сто­ро­ны SB, а тре­уголь­ни­ки DKL и DSB по­доб­ны. Пря­мая DL яв­ля­ет­ся про­ек­ци­ей на­клон­ной KL на плос­кость ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды, по­это­му по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах от­рез­ки KL и MN пер­пен­ди­ку­ляр­ны, а по­то­му че­ты­рех­уголь­ник MNQP  — пря­мо­уголь­ник. По­лу­ча­ем:

MN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB = 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ,

PM = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BS = 9,

KL = BS умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DL, зна­ме­на­тель: DB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби BS = дробь: чис­ли­тель: 27, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Таким об­ра­зом, пло­щадь пя­ти­уголь­ни­ка MNQKP равна

S_MNQKP = S_MNQP плюс S_KPQ = MN умно­жить на PM плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби PQ левая круг­лая скоб­ка KL минус PM пра­вая круг­лая скоб­ка = 72 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та плюс 18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = 90 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б) 90 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

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 № 467
Классификатор стереометрии: Па­рал­лель­ность пря­мой и плос­ко­сти, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой, Пло­щадь се­че­ния, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да