Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 514880
i

Дана пра­виль­ная ше­сти­уголь­ная приз­ма ABCDEFA1B1C1D1E1F1. Через точки BD1F1 про­ве­де­на плос­кость α.

а)  До­ка­жи­те,  что  плос­кость  α пе­ре­се­ка­ет  ребро  CC1 в такой точке М, что MC : MC1  =  1 : 2.

б)  Най­ди­те от­но­ше­ние объ­е­мов мно­го­гран­ни­ков, на ко­то­рые дан­ную приз­му делит плос­кость α.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть T  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мых F_1D_1 и B_1C_1. По­сколь­ку F_1D_1 пер­пен­ди­ку­ляр­на C_1D_1, а \angle B_1C_1D_1=120 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка , тре­уголь­ник C_1D_1T  — пря­мо­уголь­ный с углом 30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка , по­это­му

B_1T=B_1C_1 плюс C_1T=B_1C_1 плюс 2C_1D_1=3B_1C_1.

Пусть M  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мых BT и CC_1. Тогда тре­уголь­ни­ки TC_1M и TB_1B по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том TC_1:TB_1=2:3, от­ку­да C_1M:C_1C=C_1M:B_1B=2:3. От­сю­да сле­ду­ет утвер­жде­ние за­да­чи.

б)  По­ста­вим на ребре AA_1 точку N так, чтобы AN:NA_1=1:2. Тогда по ана­ло­гич­ным при­чи­нам эта точка тоже лежит в се­че­нии, а само се­че­ние  — пя­ти­уголь­ник BMD_1F_1N.

Пусть AB=a, AA_1=h. Тогда объем всей приз­мы равен 6h умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ha в квад­ра­те . Вы­чис­лим те­перь объем верх­ней ее части  — V_A_1C_1BMD_1F_1NB_1. Обо­зна­чим за K се­ре­ди­ну F_1D_1. От­ме­тим сразу, что пер­пен­ди­ку­ляр к плос­ко­сти се­че­ния, про­ве­ден­ный из B_1, па­да­ет на BK (по­сколь­ку плос­кость BB_1E_1E пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти се­че­ния).

V_A_1C_1BMD_1F_1NB_1=V_A_1NF_1B_1 плюс V_C_1MD_1B_1 плюс V_B_1BMD_1F_1N=2V_A_1NF_1B_1 плюс V_B_1BMD_1F_1N=

 

= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка B, NA_1F_1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_NA_1F_1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка B_1, BMN пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_BMD_1F_1N=

 

= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка C, AA_1F_1 пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка B_1, BMN пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на 2S_BMD_1K=

 

= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби ah умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та a плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка B_1, BK пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка BK плюс D_1M пра­вая круг­лая скоб­ка D_1K=

 

= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби a в квад­ра­те h плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби дробь: чис­ли­тель: 2S_BB_1K, зна­ме­на­тель: BK конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка BK плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BK пра­вая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби F_1D_1= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби a в квад­ра­те h плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BB_1 умно­жить на B_1K умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та a=

 

= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби a в квад­ра­те h плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби h умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та a= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 9 конец дроби a в квад­ра­те h плюс дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби a в квад­ра­те h= дробь: чис­ли­тель: 19 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 36 конец дроби a в квад­ра­те h.

По­это­му объем ниж­ней части равен  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ha в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 19 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 36 конец дроби a в квад­ра­те h= дробь: чис­ли­тель: 35 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 36 конец дроби a в квад­ра­те h, и от­но­ше­ние объ­е­мов со­ста­вит 19:35.

 

Ответ: б) 19 : 35.

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 № 163
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Объем тела, Пра­виль­ная ше­сти­уголь­ная приз­ма, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки