Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 508179
i

Ос­но­ва­ни­ем пи­ра­ми­ды яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция с ос­но­ва­ни­я­ми 18 и 8. Каж­дая бо­ко­вая грань пи­ра­ми­ды на­кло­не­на к ос­но­ва­нию под углом 60°.

а)  До­ка­жи­те, что су­ще­ству­ет точка О (центр впи­сан­ной сферы), оди­на­ко­во уда­лен­ная ото всех гра­ней пи­ра­ми­ды.

б)  Най­ди­те пло­щадь пол­ной по­верх­но­сти дан­ной пи­ра­ми­ды.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть ос­но­ва­ние пи­ра­ми­ды тра­пе­ция ABCD, точки K, L, M и N  — ос­но­ва­ния пер­пен­ди­ку­ля­ров опу­щен­ных из вер­ши­ны пи­ра­ми­ды S на сто­ро­ны ос­но­ва­ния. SO  — вы­со­та пи­ра­ми­ды. Тогда пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки SOK, SOL, SOM и SON равны по ка­те­ту SO и остро­му углу (ли­ней­но­му углу дву­гран­но­го угла между ос­но­ва­ни­ем и бо­ко­вой гра­нью рав­но­му 60o). Сле­до­ва­тель­но, OK  =  OL  =  OM  =  ON и точка O яв­ля­ет­ся цен­тром окруж­но­сти, впи­сан­ной в тра­пе­цию. Из ра­вен­ства ука­зан­ных тре­уголь­ни­ков будет сле­до­вать, что каж­дая точка вы­со­ты рав­но­уда­ле­на от бо­ко­вых гра­ней пи­ра­ми­ды. Оста­лось на вы­со­те SO найти точку, рав­но­уда­лен­ную и от бо­ко­вых гра­ней, и от ос­но­ва­ния. Оче­вид­но, что та­ко­вой будет яв­лять­ся точка G  — пе­ре­се­че­ние вы­со­ты SO c бис­сек­три­сой од­но­го из углов ука­зан­ных тре­уголь­ни­ков, на­при­мер, SMO (все бис­сек­три­сы углов этих тре­уголь­ни­ков, в силу ра­вен­ства, будут пе­ре­се­кать SO в одной точке). Таким об­ра­зом, су­ще­ство­ва­ние не­об­хо­ди­мой точки до­ка­за­но.

б)  По усло­вию тра­пе­ция рав­но­бед­рен­ная, а по до­ка­зан­но­му в пунк­те а) в нее можно впи­сать окруж­ность. По­это­му, ее бо­ко­вые сто­ро­ны AB=CD= дробь: чис­ли­тель: 18 плюс 8, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =13, вы­со­та h= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 18 минус 8, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =12, а ра­ди­ус впи­сан­ной окруж­но­сти r= дробь: чис­ли­тель: h, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =6. Зна­чит, пло­щадь тра­пе­ции S= дробь: чис­ли­тель: 8 плюс 18, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 12=156.

Те­перь вы­чис­лим апо­фе­мы бо­ко­вых гра­ней SK = SL = SM = SN = дробь: чис­ли­тель: r, зна­ме­на­тель: ко­си­нус 60 гра­ду­сов конец дроби =12. Тогда пло­щадь по­верх­но­сти

S_пов=156 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 12 умно­жить на 18 плюс 12 умно­жить на 8 плюс 12 умно­жить на 13 плюс 12 умно­жить на 13 пра­вая круг­лая скоб­ка =468.

Ответ: б) 468.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та a) и обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б)3
По­лу­чен обос­но­ван­ный ответ в пунк­те б)

ИЛИ

име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а) и при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки

2
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а)

ИЛИ

при обос­но­ван­ном ре­ше­нии пунк­та б) по­лу­чен не­вер­ный ответ из-за ариф­ме­ти­че­ской ошиб­ки,

ИЛИ

обос­но­ван­но по­лу­чен вер­ный ответ в пунк­те б) с ис­поль­зо­ва­ни­ем утвер­жде­ния пунк­та а), при этом пункт а) не вы­пол­нен

1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл3
Источник: А. Ларин: Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 103
Классификатор стереометрии: Впи­сан­ный шар, Пло­щадь по­верх­но­сти, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да