Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 696419
i

На окруж­но­сти ос­но­ва­ния ко­ну­са с вер­ши­ной S от­ме­че­ны точки K и М по одну сто­ро­ну от диа­мет­ра ос­но­ва­ния АВ так, что плос­ко­сти ASK и BSM на­кло­не­ны к плос­ко­сти ос­но­ва­ния ко­ну­са под уг­ла­ми  арк­тан­генс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та и  арк­тан­генс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , при­чем точка М при­над­ле­жит дуге ВK, не со­дер­жа­щей точку А. Тан­генс угла на­кло­на об­ра­зу­ю­щей ко­ну­са к плос­ко­сти ос­но­ва­ния равен  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость KMS на­кло­не­на к плос­ко­сти ос­но­ва­ния ко­ну­са под углом 60°.

б)  Най­ди­те пло­щадь тре­уголь­ни­ка SKM, если ра­ди­ус ос­но­ва­ния ко­ну­са равен 2.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точка O  — центр ос­но­ва­ния ко­ну­са, точки D, E, F  — се­ре­ди­ны от­рез­ков AK, KM и MB со­от­вет­ствен­но. Из усло­вия по­лу­ча­ем со­от­но­ше­ния

 дробь: чис­ли­тель: SO, зна­ме­на­тель: OD конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ,

 дробь: чис­ли­тель: SO, зна­ме­на­тель: OF конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

 дробь: чис­ли­тель: SO, зна­ме­на­тель: AO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Пусть  AO = 4x, тогда  SO = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та x,  OD = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та x и  OF = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x. Из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка AOD на­хо­дим  ко­си­нус \angle DOA = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 4x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , а по­то­му

 ко­си­нус \angle AOK = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 2 \angle DOA пра­вая круг­лая скоб­ка = 2 ко­си­нус в квад­ра­те \angle DOA минус 1 = 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби минус 1 = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Ана­ло­гич­но из тре­уголь­ни­ков BOF и BOM на­хо­дим:

 ко­си­нус \angle BOF = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 4x конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,

 ко­си­нус \angle BOM = 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби минус 1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но,

 ко­си­нус \angle KOM = ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка 180 гра­ду­сов минус левая круг­лая скоб­ка \angle AOK плюс \angle BOM пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = минус ко­си­нус левая круг­лая скоб­ка \angle AOK плюс \angle BOM пра­вая круг­лая скоб­ка =
= минус левая круг­лая скоб­ка ко­си­нус \angle AOK ко­си­нус \angle BOM минус синус \angle AOK синус \angle BOM пра­вая круг­лая скоб­ка = минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 32 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Ра­вен­ство ко­си­ну­сов озна­ча­ет ра­вен­ство углов, по­это­му  \angle KOM = \angle BOM. Сле­до­ва­тель­но, тре­уголь­ни­ки KOM и BOM равны по двум сто­ро­нам и углу между ними, а по­то­му равны и их ме­ди­а­ны:  OF = OE. Зна­чит, равны пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки SOE и SOF, от­ку­да  \angle SEO = \angle SFO. Угол SEO  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла между плос­ко­стью KMS и плос­ко­стью ос­но­ва­ния, по­это­му

 тан­генс \angle SEO = тан­генс \angle SFO = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да  \angle SEO = 60 гра­ду­сов.

б)  Тре­уголь­ник KOM  — ор­то­го­наль­ная про­ек­ция тре­уголь­ни­ка SKM на плос­кость ос­но­ва­ния. Пло­щадь про­ек­ции от­но­сит­ся к пло­ща­ди про­еци­ру­е­мой фи­гу­ры как ко­си­нус угла между ними, по­это­му

 S_SKM = дробь: чис­ли­тель: S_KOM, зна­ме­на­тель: ко­си­нус 60 гра­ду­сов конец дроби = 2S_KOM = 2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби KO умно­жить на OM умно­жить на синус \angle KOM =
= KO в квад­ра­те умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б)  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 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 № 530
Методы геометрии: Свой­ства ме­ди­ан, Три­го­но­мет­рия в гео­мет­рии
Классификатор стереометрии: Угол между плос­ко­стя­ми, Пло­щадь се­че­ния, Конус