Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 508197
i

В пра­виль­ной че­ты­рех­уголь­ной приз­ме ABCDA1B1C1D1 сто­ро­на ос­но­ва­ния равна  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , а бо­ко­вое ребро равно 2. Точка M  — се­ре­ди­на ребра AA1. Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки M до плос­ко­сти DA1C1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Эле­мен­тар­но-гео­мет­ри­че­ский метод ис­сле­до­ва­ния.

Вос­поль­зу­ем­ся ме­то­дом объ­е­мов. Вы­чис­лим объем тре­уголь­ной пи­ра­ми­ды C1A1MD, ос­но­ва­ни­ем ко­то­рой слу­жит \Delta A_1MD, а вы­со­той  — от­ре­зок C1D1.

S левая круг­лая скоб­ка A_1MD пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби S левая круг­лая скоб­ка AA_1D_1D пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

V_пир.= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

С дру­гой же сто­ро­ны: V_пир.= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на S левая круг­лая скоб­ка A_1DC_1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на \rho , где \rho  — ис­ко­мое рас­сто­я­ние. Для вы­чис­ле­ния пло­ща­ди тре­уголь­ни­ка A1DC1 най­дем A1D, A1C1 и DC1.

A_1D=DC_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 плюс 4 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та .A_1C_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 плюс 2 конец ар­гу­мен­та =2. Вы­со­ту h этого тре­уголь­ни­ка, про­ве­ден­ную к сто­ро­не A1C1, по­лу­чим по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

h= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: DC_1 конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: A_1, зна­ме­на­тель: C_1 конец дроби 2 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 минус 1 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .

S левая круг­лая скоб­ка A_1DC_1 пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби A_1C_1 умно­жить на h= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та .\rho = дробь: чис­ли­тель: 3V_., зна­ме­на­тель: S левая круг­лая скоб­ка A_1DC_1 пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Ко­ор­ди­нат­но-век­тор­ный метод ис­сле­до­ва­ния.

По­ме­стим за­дан­ную приз­му в де­кар­то­ву си­сте­му ко­ор­ди­нат с на­ча­лом в точке D (0; 0; 0). Вы­пи­шем ко­ор­ди­на­ты нуж­ных точек: A_1 левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ;0;2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,C_1 левая круг­лая скоб­ка 0; ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ;2 пра­вая круг­лая скоб­ка ,M левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ; 0; 1 пра­вая круг­лая скоб­ка . Будем ис­кать урав­не­ние плос­ко­сти A1DC1 в виде ax + by + cz + d = 0. По­сколь­ку плос­кость про­хо­дит через на­ча­ло ко­ор­ди­нат, за­ве­до­мо d = 0. Под­ста­вим ко­ор­ди­на­ты точек A1 и C1 в урав­не­ние плос­ко­сти.

 си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та a плюс 2c=0 , новая стро­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та b плюс 2c=0 конец си­сте­мы .; Пусть c = 1, тогда  си­сте­ма вы­ра­же­ний  новая стро­ка a= минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , новая стро­ка b= минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . конец си­сте­мы .

Ис­ко­мое урав­не­ние будет иметь вид:  минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та x минус ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та y плюс z=0 или  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та x плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та y минус z=0.

\rho левая круг­лая скоб­ка M; левая круг­лая скоб­ка A_1DC_1 пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: \left| ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 0 минус 1 умно­жить на 1 |, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 плюс 2 плюс 1 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: |2 минус 1|, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та 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 № 106
Методы геометрии: Метод ко­ор­ди­нат, Метод объ­е­мов
Классификатор стереометрии: Пра­виль­ная четырёхуголь­ная приз­ма, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти