Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 511830
i

Ос­но­ва­ни­ем пи­ра­ми­ды PABC яв­ля­ет­ся пра­виль­ный тре­уголь­ник ABC со сто­ро­ной 6. Каж­дая бо­ко­вая грань об­ра­зу­ет с плос­ко­стью ос­но­ва­ния угол  альфа = арк­ко­си­нус 0,6. Най­ди­те ра­ди­ус сферы, впи­сан­ной в дан­ную пи­ра­ми­ду.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Слу­чай 1. Пи­ра­ми­да пра­виль­ная. Пусть PL  — апо­фе­ма пи­ра­ми­ды, PH  — ее вы­со­та. Тогда:

AL= дробь: чис­ли­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,LH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

PL= дробь: чис­ли­тель: LH, зна­ме­на­тель: ко­си­нус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 0,6 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

PH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: PL конец ар­гу­мен­та в квад­ра­те минус LH в квад­ра­те = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби минус 3 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 36 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби =9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

S_бок= дробь: чис­ли­тель: S_ABC, зна­ме­на­тель: 0,6 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 0,6 конец дроби =15 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

S_полн=9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс 15 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =24 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

3V =S_ABC умно­жить на PH= дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 4, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби =36,

r = дробь: чис­ли­тель: 3V, зна­ме­на­тель: S_полн конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 36, зна­ме­на­тель: 24 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

 

Слу­чай 2. Пи­ра­ми­да не­пра­виль­ная, ее вер­ши­на про­ек­ти­ру­ет­ся в центр внев­пи­сан­ной окруж­но­сти. Най­дем ра­ди­ус внев­пи­сан­ной окруж­но­сти:

r_вн= дробь: чис­ли­тель: S_ABC, зна­ме­на­тель: p_ABC минус BC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Для вы­чис­ле­ния вы­со­ты пи­ра­ми­ды най­дем тан­генс угла α:

 тан­генс в квад­ра­те альфа = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­си­нус в квад­ра­те альфа конец дроби минус 1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 0,36 конец дроби минус 1= дробь: чис­ли­тель: 0,64, зна­ме­на­тель: 0,36 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,

PO=r_вн умно­жить на тан­генс альфа =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Тогда 3V=S_ABC умно­жить на PO=9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =108.

Най­дем апо­фе­му пи­ра­ми­ды PH  — вы­со­ту Δ BPC:

PH = дробь: чис­ли­тель: r_вн, зна­ме­на­тель: ко­си­нус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 0,6 конец дроби =5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

До­ка­жем, что вы­со­ты тре­уголь­ни­ков APB и APC, про­ве­ден­ные к AB и АС со­от­вет­ствен­но, равны PH. Пусть точки D и E  — точки ка­са­ния про­дол­же­ний сто­рон АС, AB тре­уголь­ни­ка ABC и внев­пи­сан­ной окруж­но­сти со­от­вет­ствен­но. Тогда PE, PD, PH, яв­ля­ю­щи­е­ся вы­со­та­ми тре­уголь­ни­ков APB, APC, BPC, равны как на­клон­ные, име­ю­щие рав­ные про­ек­ции,  — ра­ди­у­сы одной и той же внев­пи­сан­ной окруж­но­сти. Таким об­ра­зом, тре­уголь­ни­ки APB, APC, BPC  — рав­но­ве­ли­ки. Итак,

S_бок=3S_BPC=3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на BC умно­жить на PH=3 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 6 умно­жить на 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =45 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

S_полн=9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс 45 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =54 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Те­перь най­дем ис­ко­мый ра­ди­ус впи­сан­ной сферы:

r= дробь: чис­ли­тель: 3V, зна­ме­на­тель: S_полн конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 108, зна­ме­на­тель: 54 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ; дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 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 № 112
Классификатор стереометрии: Впи­сан­ный шар, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да, Шар