Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 508102
i

В пря­мую приз­му ABCDA1B1C1D1, ниж­ним ос­но­ва­ни­ем ко­то­рой яв­ля­ет­ся ромб ABCD, а AA', BB', CC', DD'  — бо­ко­вые ребра, впи­сан шар ра­ди­у­са 1.

а)  По­строй­те плос­кость, про­хо­дя­щую через вер­ши­ны A, B, C'.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния приз­мы этой плос­ко­стью, если из­вест­но, что \angle BAD= дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­стро­им по­сле­до­ва­тель­но:

От­рез­ки BC' и AD'. Че­ты­рех­уголь­ник ABC'D'  — ис­ко­мое се­че­ние.

До­ка­жем это.

Из опре­де­ле­ния пря­мой приз­мы сле­ду­ет, что C'D' || CD, из опре­де­ле­ния ромба  — CD || BA. Сле­до­ва­тель­но, C'D' || BA. А через две па­рал­лель­ные пря­мые про­хо­дит одна и толь­ко одна плос­кость. Зна­чит, че­ты­рех­уголь­ник ABC'D'  — ис­ко­мое се­че­ние.

б)  В пря­мую приз­му можно впи­сать шар в том и толь­ко в том слу­чае, если центр шара оди­на­ко­во уда­лен от всех гра­ней приз­мы, т. е. вы­пол­не­но усло­вие: в ос­но­ва­ние приз­мы можно впи­сать окруж­ность, при­чем диа­метр этой окруж­но­сти равен диа­мет­ру шара, вы­со­та приз­мы также равна диа­мет­ру шара.

Из точки D про­ве­дем вы­со­ту ромба ABCD, K при­над­ле­жит AB.

В ромб все­гда можно впи­сать окруж­ность. Зна­чит, диа­метр этой окруж­но­сти будет DK, DD' = DK = 2.

AD= дробь: чис­ли­тель: DK, зна­ме­на­тель: синус \angle BAD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 умно­жить на 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . BA= дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

ABC'D'  — па­рал­ле­ло­грамм по при­зна­ку па­рал­ле­ло­грам­ма, так как C'D' || BA (по выше до­ка­зан­но­му). Кроме того, BA = CD CD=C'D' как про­ти­во­ле­жа­щие сто­ро­ны со­от­вет­ству­ю­щих па­рал­ле­ло­грам­мов.

Со­еди­ним от­рез­ком точки D' и K. D'K  — на­клон­ная к плос­ко­сти ос­но­ва­ния приз­мы, DK  — про­ек­ция на­клон­ной D'K на ту же плос­кость. DK\bot BA(по по­стро­е­нию). В таком слу­чае D'K\bot BA по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах.

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке D'DK ка­те­ты D'D и DK равны 2, сле­до­ва­тель­но, ги­по­те­ну­за D'K равна 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

S левая круг­лая скоб­ка ABC'D' пра­вая круг­лая скоб­ка =BA умно­жить на D'K= дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 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 № 86
Методы геометрии: Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах
Классификатор стереометрии: Впи­сан­ный шар, Пло­щадь се­че­ния, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Пря­мая приз­ма, Шар