Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 671986
i

В пра­виль­ную че­ты­рех­уголь­ную пи­ра­ми­ду PABCD впи­сан куб, одна грань ко­то­ро­го лежит в плос­ко­сти ос­но­ва­ния АВСD пи­ра­ми­ды, а все вер­ши­ны про­ти­во­по­лож­ной грани лежат на апо­фе­мах бо­ко­вых гра­ней пи­ра­ми­ды. Ребро куба в 2,5 раза мень­ше вы­со­ты пи­ра­ми­ды.

а)  До­ка­жи­те, что вер­ши­ны куба делят апо­фе­мы бо­ко­вых гра­ней пи­ра­ми­ды в от­но­ше­нии 3 : 2, счи­тая от вер­ши­ны пи­ра­ми­ды.

б)  Най­ди­те пло­щадь по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды, если пло­щадь по­верх­но­сти куба равна 108.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть PM и PN  — апо­фе­мы двух про­ти­во­по­лож­ных бо­ко­вых гра­ней, а точки T и Q  — ле­жа­щие на них со­от­вет­ствен­но вер­ши­ны куба. Рас­смот­рим тре­уголь­ник  PMN (см. рис.). Пусть ребро куба равно x, тогда PH1  =  2,5x  — вы­со­та пи­ра­ми­ды. Тре­уголь­ни­ки PHQ и QQ1N по­доб­ны по двум углам, от­ку­да сле­ду­ют со­от­но­ше­ния:

 дробь: чис­ли­тель: HQ, зна­ме­на­тель: Q_1N конец дроби = дробь: чис­ли­тель: PH, зна­ме­на­тель: QQ_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1,5x, зна­ме­на­тель: x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

то есть  дробь: чис­ли­тель: PQ, зна­ме­на­тель: QN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

б)  Пло­щадь пол­ной по­верх­но­сти куба равна  6x в квад­ра­те = 108, зна­чит,  x = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 18 конец ар­гу­мен­та . Из по­до­бия тре­уголь­ни­ков PTQ и PMN по двум углам по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: TQ, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: PQ, зна­ме­на­тель: PN конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: TQ, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби рав­но­силь­но MN = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби TQ рав­но­силь­но MN = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 18 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да MN  =  10. Тогда ос­но­ва­ние пи­ра­ми­ды  — квад­рат со сто­ро­ной 10. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке PNH1:

 PN = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: PH_1 в квад­ра­те плюс H_1N в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =
= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на 18 плюс дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 18 конец дроби умно­жить на 18 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 25 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс 1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .

Вы­чис­лим пло­щадь бо­ко­вой по­верх­но­сти:

 S_бок = 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на PN умно­жить на AD = 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 10 = 50 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .

Итак, пло­щадь по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды равна

 S_по­верх­но­сти = S_осн плюс S_бок = 100 плюс 50 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б)  100 плюс 50 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 22 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
Методы геометрии: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Куб, Пло­щадь по­верх­но­сти пи­ра­ми­ды, Де­ле­ние от­рез­ка, Ком­би­на­ции мно­го­гран­ни­ков, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да