Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 505967
i

В ос­но­ва­нии пря­мой приз­мы ABCA_1B_1C_1 лежит пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник с ост­рым углом А, рав­ным 30°. Най­ди­те пло­щадь се­че­ния приз­мы, про­хо­дя­ще­го через мень­ший катет BC од­но­го ос­но­ва­ния и се­ре­ди­ну ги­по­те­ну­зы A_1B_1 про­ти­во­по­лож­но­го ос­но­ва­ния приз­мы, если рас­сто­я­ние между ос­но­ва­ни­я­ми приз­мы равно рас­сто­я­нию от вер­ши­ны А до ис­ко­мо­го се­че­ния и равно 6.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть точка N  — се­ре­ди­на ги­по­те­ну­зы A_1B_1. По­стро­им за­дан­ное се­че­ние (CMNB, M  — се­ре­ди­на от­рез­ка A_1C_1), P  — про­ек­ция точки M на плос­кость ниж­не­го ос­но­ва­ния приз­мы.

По­ме­стим приз­му в де­кар­то­ву си­сте­му ко­ор­ди­нат, как по­ка­за­но на ри­сун­ке.

Со­ста­вим урав­не­ние плос­ко­сти BCM. По­сколь­ку се­че­ние про­хо­дит через на­ча­ло ко­ор­ди­нат, зна­че­ние d в урав­не­нии ax плюс by плюс cz плюс d=0 будет равно нулю. Сто­ро­на BC за­дан­но­го тре­уголь­ни­ка лежит на оси Ох, это зна­чит, что в урав­не­нии плос­ко­сти зна­че­ние ко­эф­фи­ци­ен­та а рано нулю. Итак, ис­ко­мое урав­не­ние будет иметь вид: by плюс cz=0. Пусть BC=m. Тогда AC=BC умно­жить на c тан­генс 30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка =m умно­жить на c тан­генс 30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка =m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Вы­пи­шем ко­ор­ди­на­ты не­об­хо­ди­мых точек: A левая круг­лая скоб­ка 0;m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ;0 пра­вая круг­лая скоб­ка , M левая круг­лая скоб­ка 0; дробь: чис­ли­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;6 пра­вая круг­лая скоб­ка .

Для на­хож­де­ния зна­че­ний в и с до­ста­точ­но под­ста­вить ко­ор­ди­на­ты точки M в урав­не­ние by плюс cz=0.

 дробь: чис­ли­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби b плюс 6c=0; дробь: чис­ли­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби b= минус 6c; b= минус дробь: чис­ли­тель: 12c, зна­ме­на­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Итак, ис­ко­мое урав­не­ние вы­гля­дит так:  минус дробь: чис­ли­тель: 12c, зна­ме­на­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби y плюс cz=0. Раз­де­лим обе части урав­не­ния на  минус c не равно 0. По­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: 12, зна­ме­на­тель: m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби y минус z=0 или 12y минус m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та z=0.

Далее для вы­чис­ле­ния зна­че­ния m ис­поль­зу­ем фор­му­лу рас­сто­я­ния от точки до плос­ко­сти.

 дробь: чис­ли­тель: \left| 0 умно­жить на 0 плюс m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 12 плюс 0 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка минус m ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка плюс 0 |, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 0 конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс 144 плюс 3m в квад­ра­те конец дроби =6 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та m, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3m конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс 144 конец дроби =6 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та m, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3m конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс 144 конец дроби =1;  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3m конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс 144=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та m рав­но­силь­но 3m в квад­ра­те плюс 144=12m в квад­ра­те рав­но­силь­но 9m в квад­ра­те =144 рав­но­силь­но m в квад­ра­те =16 рав­но­силь­но m=4.

m= минус 4 (не под­хо­дит по смыс­лу за­да­чи).

Итак, ВС = 4. Оче­вид­но, что MN=2 (по свой­ству сред­ней линии тре­уголь­ни­ка). AC=4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , PC=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке MPC MC= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: MP конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те плюс PC в квад­ра­те = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 36 плюс 12 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 48 конец ар­гу­мен­та =4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Для вы­чис­ле­ния ис­ко­мой пло­ща­ди за­ме­тим:

1)   СMNB  — тра­пе­ция по спо­со­бу по­стро­е­ния и с уче­том усло­вия за­да­чи.

2)  MC  — на­клон­ная к (ABC), PC  — про­ек­ция на­клон­ной MC, PC\bot AB, сле­до­ва­тель­но, MC\bot BC по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах.

S левая круг­лая скоб­ка CMNB пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: BC плюс MN, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на MC= дробь: чис­ли­тель: 4 плюс 2, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та

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 № 21
Методы геометрии: Метод ко­ор­ди­нат, Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Пря­мая тре­уголь­ная приз­ма, Се­че­ние  — тра­пе­ция