Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 508108
i

Из­вест­но, что AB, AC, AD, DE, DF  — рёбра куба. Через вер­ши­ны E, F и се­ре­ди­ны рёбер AB и AC про­ве­де­на плос­кость P, де­ля­щая шар, впи­сан­ный в куб, на две части.

а)  По­строй­те плос­кость P.

б)  Най­ди­те от­но­ше­ние объёма мень­шей части шара к объёму всего шара.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Про­ве­дем TK, KF и ET и по­лу­чим ис­ко­мое се­че­ние  — рав­но­бед­рен­ную тра­пе­цию FKTE.

б)  Вве­дем обо­зна­че­ния, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Пусть точка O  — се­ре­ди­на вы­со­ты куба и центр впи­сан­но­го шара, точки O1 и O2  — цен­тры ниж­ней и верх­ней гра­ней куба со­от­ветс­вен­но, а также точки ка­са­ния шара с гра­ня­ми. Пусть R  — ра­ди­ус шара. Оче­вид­но, что се­че­ни­ем шара плос­ко­стью P яв­ля­ет­ся круг, центр ко­то­ро­го лежит на NO2, где N  — се­ре­ди­на TK. Более того, цен­тром дан­но­го круга яв­ля­ет­ся точка H  — ос­но­ва­ние пер­пен­ди­ку­ля­ра из O на NO2, а ра­ди­у­сом  — HO2. Наша за­да­ча сво­дит­ся к на­хож­де­нию объ­е­ма ша­ро­во­го сег­мен­та. Ос­но­ва­ние ша­ро­во­го сег­мен­та есть круг с цен­тром H и ра­ди­у­сом HO2, вы­со­той сег­мен­та яв­ля­ет­ся от­ре­зок, рав­ный R минус OH. Най­дем зна­че­ния этих эле­мен­тов.

AB=O_1O_2=2R, BC=AA_1=2R ко­рень из 2 , AO_1=R ко­рень из 2 , NO_1 = дробь: чис­ли­тель: R ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

MO= дробь: чис­ли­тель: R ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , MO_2= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: R в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 конец дроби плюс R в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 3R ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , OH = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: R ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на R , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 3R ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

От­сю­да по­лу­ча­ем, что

h=R минус дробь: чис­ли­тель: R}3= дробь: чис­ли­тель: {, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби R, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Тогда по фор­му­ле объ­е­ма ша­ро­во­го сег­мен­та на­хо­дим

V_сег= Пи h в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка R минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 28R в кубе Пи , зна­ме­на­тель: 81 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, от­но­ше­ние объ­е­мов равно

 дробь: чис­ли­тель: V_сег., зна­ме­на­тель: V_шар. конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 28 R в кубе Пи умно­жить на 3, зна­ме­на­тель: 81 умно­жить на 4 Пи R в кубе конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 27 конец дроби .

Ответ: 7:27.

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 № 87
Классификатор стереометрии: Впи­сан­ный шар, Куб, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Се­че­ние  — тра­пе­ция, Шар