Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Через се­ре­ди­ну вы­со­ты пра­виль­ной че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды про­ве­де­но се­че­ние, пер­пен­ди­ку­ляр­ное бо­ко­во­му ребру. Най­ди­те пло­щадь этого се­че­ния, если длина бо­ко­во­го ребра равна 4, а угол между бо­ко­вы­ми реб­ра­ми, ле­жа­щи­ми в одной грани, равен 60°.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку угол между реб­ра­ми равен 60 гра­ду­сов, грани  — рав­но­сто­рон­ние тре­уголь­ни­ки, то есть все ребра пи­ра­ми­ды равны 4.

Пусть это пи­ра­ми­да SABCD, а се­че­ние пер­пен­ди­ку­ляр­но ребру SD. Тре­уголь­ни­ки BDA и BDS равны по трем сто­ро­нам, по­это­му BS\perp SD. Кроме того AC\perp SD по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах. Зна­чит, пря­мые, па­рал­лель­ные BS и AC, про­хо­дя­щие через точки в плос­ко­сти, лежат в плос­ко­сти.

Про­ве­дем пря­мую, па­рал­лель­ную SB через се­ре­ди­ну вы­со­ты HS. Тогда в тре­уголь­ни­ке SHB она будет сред­ней ли­ни­ей, то есть делит HB по­по­лам и DB (и за­од­но DS) в от­но­ше­нии 3:1. Если про­ве­сти через ее точку пе­ре­се­че­ния с BD пря­мую, па­ра­лель­ную AC, она прой­дет через се­ре­ди­ны ребер AB, BC (точки E, F со­от­вет­ствен­но). Про­ве­дем через них пря­мые, па­рал­лель­ные SB  — сред­ние линии в гра­нях. По­лу­чим, что се­ре­ди­ны ребер SC, SA (точки K, L) лежат в се­че­нии. На­ко­нец, там же лежит точка M, де­ля­щая SD в от­но­ше­нии 1:3.

Най­дем те­перь пло­щадь S_KMLFE=S_KLM плюс S_KLFE. Пря­мая, па­рал­лель­ная SB, про­хо­дя­щая через се­ре­ди­ну вы­со­ты HS, будет вы­со­той и тре­уголь­ни­ка и па­рал­ле­ло­грам­ма (на самом дле он пря­мо­уголь­ник). Ясно, что вы­со­та тре­уголь­ни­ка 1, а па­рал­ле­ло­грам­ма  — 2. По­это­му S_KLM плюс S_KLFE= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 1 умно­жить на KL плюс 2 умно­жить на KL= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та =5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 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 № 31
Методы геометрии: Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой