Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 671347
i

В пра­виль­ной пи­ра­ми­де SABC с вер­ши­ной S на сто­ро­не ос­но­ва­ния AC и бо­ко­вом ребре SB от­ме­ти­ли со­от­вет­ствен­но точки E и N такие, что AE : EC  =  SN : NB  =  1 : 2. Через точки E и N па­рал­лель­но пря­мой AB про­ве­ли плос­кость α.

а)  До­ка­жи­те, что се­че­ни­ем пи­ра­ми­ды SABC плос­ко­стью α яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция.

б)  Плос­кость α раз­де­ли­ла пи­ра­ми­ду SABC на два мно­го­гран­ни­ка. Най­ди­те объем того из них, в ко­то­ром одной из вер­шин яв­ля­ет­ся точка А, если AB  =  6, AS = 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть плос­кость  альфа пе­ре­се­ка­ет ребро AS в точке P, тогда от­ре­зок PN па­рал­ле­лен ребру AB  — в про­тив­ном слу­чае плос­кость  альфа и ребро AB имели бы общие точки. Пусть плос­кость  альфа пе­ре­се­ка­ет ребро BC в точке Q, от­ку­да ана­ло­гич­но по­лу­ча­ем, что от­ре­зок EQ па­рал­ле­лен ребру AB.

Тре­уголь­ни­ки SPN и CEQ  — рав­но­бед­рен­ные с углом 60° при вер­ши­не, то есть рав­но­сто­рон­ние, зна­чит, AE  =  BQ и AP  =  BN. Тре­уголь­ни­ки APE и BNQ равны по трем сто­ро­нам, PE  =  NQ. Учи­ты­вая, что  PN мень­ше AB и они па­рал­лель­ны, по­лу­ча­ем, что EPNQ  — рав­но­бо­кая тра­пе­ция.

 

б)  Пусть h  — вы­со­та пи­ра­ми­ды, про­ве­ден­ная из вер­ши­ны S. Тогда по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра

 h = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AS в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 27 минус 12 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та .

Зна­чит, h_1 = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , где h1  — вы­со­та пи­ра­ми­ды PAEBQ, про­ве­ден­ная из вер­ши­ны P. Най­дем пло­щадь ос­но­ва­ния AEQB:

 S_AEQB = S_ABC минус S_EQC = S_ABC умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 1 минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби S_ABC = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6 в квад­ра­те умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Вы­чис­лим объем пи­ра­ми­ды PAEQB:

 V_PAEQB = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на h_1 умно­жить на S_AEQB = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 10 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Пусть h2  — вы­со­та пи­ра­ми­ды SABC, про­ве­ден­ная из вер­ши­ны C. Зна­чит,  h_3 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h_2, где h3  — вы­со­та пи­ра­ми­ды QNBP, про­ве­ден­ная из вер­ши­ны Q. Най­дем пло­щадь ос­но­ва­ния PBN:  S_PBN = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_SPB = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби S_ABS. Те­перь можно вы­чис­лить объем QNBP:

 V_QNBP = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h_2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби S_ABS = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби V_SABC = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6 в квад­ра­те умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Итак,  V_APNQBE = дробь: чис­ли­тель: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: б)  4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 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 № 479
Методы геометрии: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Па­рал­лель­ность пря­мой и плос­ко­сти, Объем тела, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да