Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 505611
i

В тет­ра­эд­ре ABCD на ребре AB взята точка K, на ребре AC  — точка L, на ребре BD  — точка N, на ребре СD  — точка M. Точки E и G есть се­ре­ди­ны ребер AD и BC со­от­вет­ствен­но. Пря­мые EG, KM и LN пе­ре­се­ка­ют­ся в одной точке. Найти пло­щадь че­ты­рех­уголь­ни­ка KLMN, если AK : KB = 5, AD = 9, BC = 9, а угол между скре­щи­ва­ю­щи­ми­ся пря­мы­ми AD и BC равен 45°.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть \overlineDA=\overlinea,\overlineDB=\overlineb,\overlineDC=\overlinec. Тогда \overlineDE= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlinea,\overlineDG= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlinec.

По­сколь­ку EM и KG лежат в одной плос­ко­сти, они пе­ре­се­ка­ют­ся на пря­мой AC (пусть в точке Q). По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка ABC и пря­мой KGQ имеем  дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: KB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BG, зна­ме­на­тель: G C конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: CQ, зна­ме­на­тель: QA конец дроби =1, по­это­му  дробь: чис­ли­тель: CQ, зна­ме­на­тель: QA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка ADC и пря­мой EMQ имеем  дробь: чис­ли­тель: AE, зна­ме­на­тель: ED конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: DM, зна­ме­на­тель: MC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: CQ, зна­ме­на­тель: QA конец дроби =1, по­это­му  дробь: чис­ли­тель: DM, зна­ме­на­тель: MC конец дроби =5. Тогда имеем \overlineDK= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinea, \overlineDM= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinec.

Век­тор из D в точку пе­ре­се­че­ния EG и MK пред­став­ля­ет­ся в виде \lambda дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlinea плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус \lambda пра­вая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overlinec пра­вая круг­лая скоб­ка и в виде

 \mu левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinea пра­вая круг­лая скоб­ка плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус \mu пра­вая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinec. При­рав­ни­вая ко­эф­фи­ци­ен­ты при рав­ных век­то­рах, на­хо­дим \lambda= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , по­это­му этот век­тор  левая круг­лая скоб­ка \overlineDO пра­вая круг­лая скоб­ка рас­кла­ды­ва­ет­ся как  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlinea плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlinec.

Те­перь пусть \overlineDL= фи \overlinea плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус фи пра­вая круг­лая скоб­ка \overlinec, \overlineDM=k\overlineb, \overlineDO= левая круг­лая скоб­ка 1 минус \chi пра­вая круг­лая скоб­ка k\overlineb плюс \chi левая круг­лая скоб­ка фи \overlinea плюс левая круг­лая скоб­ка 1 минус фи пра­вая круг­лая скоб­ка \overlinec пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlinea плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlineb плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби \overlinec.

При­рав­ни­вая ко­эф­фи­ци­ен­ты при рав­ных век­то­рах, на­хо­дим  фи = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби , \chi= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , k= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Итак, \overlineDM= дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlineb, \overlineDL= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinea плюс дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби \overlinec.

Зна­чит, KL\parallel AD\parallel MN, KN\parallel BC\parallel LM, по­это­му KLMN  — па­рал­ле­ло­грамм и

S_KLMN=KL умно­жить на KN умно­жить на синус \angle левая круг­лая скоб­ка KL,KN пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби BC умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби AD умно­жить на синус \angle левая круг­лая скоб­ка BC,AD пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби умно­жить на 9 в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 45 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 45 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ.2
Ре­ше­ние со­дер­жит обос­но­ван­ный пе­ре­ход к пла­ни­мет­ри­че­ской за­да­че, но по­лу­чен не­вер­ный ответ или ре­ше­ние не за­кон­че­но

ИЛИ

при пра­виль­ном от­ве­те ре­ше­ние не­до­ста­точ­но обос­но­ва­но.

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, пе­ре­чис­лен­ных выше.0
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 44
Методы геометрии: Ис­поль­зо­ва­ние век­то­ров
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Пло­щадь се­че­ния, Тет­ра­эдр