Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 502115
i

Плос­кость α пе­ре­се­ка­ет два шара, име­ю­щих общий центр. Пло­щадь се­че­ния мень­ше­го шара этой плос­ко­стью равна 8. Плос­кость β, па­рал­лель­ная плос­ко­сти α, ка­са­ет­ся мень­ше­го шара, а пло­щадь се­че­ния этой плос­ко­стью боль­ше­го шара равна 5.

а)  До­ка­жи­те, что се­че­ние шара плос­ко­стью α есть круг.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния боль­ше­го шара плос­ко­стью α.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть α  — се­ку­щая плос­кость и О  — центр шара. Опу­стим пер­пен­ди­ку­ляр из цен­тра шара на плос­кость α и обо­зна­чим через F ос­но­ва­ние этого пер­пен­ди­ку­ля­ра.

Пусть X  — про­из­воль­ная точка шара, при­над­ле­жа­щая плос­ко­сти α. По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра OX в квад­ра­те = OF в квад­ра­те плюс FX в квад­ра­те . ОХ не боль­ше ра­ди­у­са R шара, по­это­му  F X мень­ше или равно ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в квад­ра­те минус OF в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , то есть любая точка се­че­ния шара плос­ко­стью α на­хо­дит­ся от точки F на рас­сто­я­нии, не боль­шем  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: R в квад­ра­те минус OF' в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та , сле­до­ва­тель­но, она при­над­ле­жит шару. Это зна­чит, что любая точка се­че­ния шара плос­ко­стью α лежит в круге с цен­тром в точке F.

Об­рат­но: любая точка X этого круга при­над­ле­жит шару и лежит в плос­ко­сти α, а это зна­чит, что се­че­ние шара плос­ко­стью α есть круг с цен­тром в точке F.

б)  Рас­смот­рим се­че­ние, про­хо­дя­щее через общий центр шаров и цен­тры се­че­ний  — кру­гов. Обо­зна­че­ние цен­тра, точки ка­са­ния и точек пе­ре­се­че­ния по­верх­но­стей шаров с плос­ко­стя­ми α и β дано на ри­сун­ке.

FD  — ра­ди­ус круга, по­лу­чен­но­го в се­че­нии мень­ше­го шара плос­ко­стью α, тогда S_ альфа = Пи умно­жить на FD в квад­ра­те = 8  — пло­щадь се­че­ния мень­ше­го шара плос­ко­стью α.

AB  — ра­ди­ус круга, по­лу­чен­но­го в се­че­нии боль­ше­го шара плос­ко­стью β, тогда S_ бета = Пи умно­жить на AB в квад­ра­те = 5  — пло­щадь се­че­ния боль­ше­го шара плос­ко­стью β.

CF  — ра­ди­ус круга, по­лу­чен­но­го в се­че­нии боль­ше­го шара плос­ко­стью α.

Па­рал­лель­ные пря­мые AB и CF пер­пен­ди­ку­ляр­ны пря­мой AF. Из пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков по­лу­ча­ем:

OF в квад­ра­те =OC в квад­ра­те минус CF в квад­ра­те =OD в квад­ра­те минус FD в квад­ра­те ,

от­ку­да

CF в квад­ра­те =OC в квад­ра­те минус OD в квад­ра­те плюс FD в квад­ра­те =OB в квад­ра­те минус OA в квад­ра­те плюс FD в квад­ра­те =AB в квад­ра­те плюс FD в квад­ра­те .

Пло­щадь се­че­ния боль­ше­го шара плос­ко­стью α:

S= Пи умно­жить на CF в квад­ра­те = Пи умно­жить на AB в квад­ра­те плюс Пи умно­жить на FD в квад­ра­те = 13.

Ответ: б) 13.

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

Аналоги к заданию № 502115: 502135 504945 Все

Классификатор стереометрии: Си­сте­ма шаров
Nurnokte Nurnokte (Тверь) 03.03.2016 19:56

Из ре­ше­ния сле­ду­ет, что AB=(5/pi)^1/2 и FD=(8/pi)^1/2. Зна­чит АB<FD. Но даже на ри­сун­ке видно, что AB>FD. И во­об­ще, не по­нят­но, как может пло­щадь се­че­ния МЕНЬ­ШЕ­ГО шара (=8 по усло­вию) может быть боль­ше, чем пло­щадь се­че­ния БОЛЬ­ШЕ­ГО шара (=5 по усло­вию), ка­са­тель­ная к мень­ше­му шару.

Александр Иванов

А такой ри­су­нок при­ми­рит Вас с усло­ви­ем за­да­чи?