Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 508185
i

Ос­но­ва­ни­ем пи­ра­ми­ды яв­ля­ет­ся тра­пе­ция с ос­но­ва­ни­я­ми 25 и 7 и ост­рым углом  арк­ко­си­нус 0,6.  Каж­дое бо­ко­вое ребро пи­ра­ми­ды на­кло­не­но к ос­но­ва­нию под углом 60°.

а)  До­ка­жи­те, что су­ще­ству­ет точка M, оди­на­ко­во уда­лен­ная от всех вер­шин пи­ра­ми­ды (центр опи­сан­ной сферы).

б)  Най­ди­те объем дан­ной пи­ра­ми­ды.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Если все ребра пи­ра­ми­ды оди­на­ко­во на­кло­не­ны к ос­но­ва­нию, сле­до­ва­тель­но, они вме­сте со сво­и­ми про­ек­ци­я­ми и вы­стой пи­ра­ми­ды об­ра­зу­ют че­ты­ре рав­ных пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ка. Таким об­ра­зом, про­ек­ци­ей вер­ши­ны яв­ля­ет­ся центр опи­сан­ной окруж­но­сти ос­но­ва­ния. Про­ве­дем через этот центр пря­мую, пер­пен­ди­ку­ляр­ную ос­но­ва­нию (она будет со­дер­жать вы­со­ту пи­ра­ми­ды). По­стро­ен­ная пря­мая  — мно­же­ство точек, рав­но­уда­лен­ных от вер­шин ос­но­ва­ния. Рас­смот­рим плос­кость, пер­пен­ди­ку­ляр­ную бо­ко­во­му ребру и про­хо­дя­щую через его се­ре­ди­ну. Все точки этой плос­ко­сти рав­но­уда­ле­ны от кон­цов ребра. Точка пе­ре­се­че­ния этой плос­ко­сти и ранее по­стро­ен­ной пря­мой будет рав­но­уда­ле­на ото всех вер­шин пи­ра­ми­ды и по­то­му яв­ля­ет­ся цен­тром опи­сан­ной сферы.

б)  По­сколь­ку тра­пе­ция впи­сан­ная, то она рав­но­бед­рен­ная. Опу­стим из вер­ши­ны мень­ше­го ос­но­ва­ния вы­со­ту h на боль­шее ос­но­ва­ние, она разо­бьет ос­но­ва­ние на от­рез­ки дли­ной 9 и 16. Тогда бо­ко­вая сто­ро­на b= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 0,6 конец дроби =15. Чтобы найти ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной во­круг тра­пе­ции, уда­лим мыс­лен­но одну из вер­шин мень­ше­го ос­но­ва­ния и най­дем ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной во­круг тре­уголь­ни­ка, вер­ши­на­ми ко­то­ро­го яв­ля­ют­ся три остав­ши­е­ся вер­ши­ны тра­пе­ции. Вы­со­та тра­пе­ции h= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 в квад­ра­те минус 9 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =12. Диа­го­наль d= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 12 в квад­ра­те плюс 16 в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =20. Зна­чит, окруж­ность опи­са­на около тре­уголь­ни­ка со сто­ро­на­ми 25, 15, 20. Он пря­мо­уголь­ный, зна­чит, центр опи­сан­ной окруж­но­сти тра­пе­ции на­хо­дит­ся на боль­шем ос­но­ва­нии, а ее ра­ди­ус R  =  12,5.

Таким об­ра­зом, вы­со­та пи­ра­ми­ды па­да­ет в се­ре­ди­ну боль­ше­го ос­но­ва­ния и вер­ши­на пи­ра­ми­ды вме­сте с кон­ца­ми боль­ше­го ос­но­ва­ния об­ра­зу­ет рав­но­сто­рон­ний тре­уголь­ник (два его угла по 60 гра­ду­сов пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му вы­со­та пи­ра­ми­ды H=25 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Тогда объем пи­ра­ми­ды

V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на 25 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 12 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 25 плюс 7 пра­вая круг­лая скоб­ка =32 умно­жить на 25 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =800 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: б) 800 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

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 № 104
Классификатор стереометрии: Объем тела, Опи­сан­ный шар, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да