Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 521211
i

В че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­де SABCD (че­ты­рех­уголь­ник в ос­но­ва­нии вы­пук­лый) бо­ко­вые ребра SA, SB и SC по­пар­но пер­пен­ди­ку­ляр­ны и имеют длину 3. Длина SD равна 9. Най­ди­те

а)  угол на­кло­на ребра SD к плос­ко­сти ос­но­ва­ния.

б)  наи­боль­шее воз­мож­ное при этих усло­ви­ях зна­че­ние объ­е­ма пи­ра­ми­ды SABCD.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Оче­вид­но, AB=BC=AC=3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра. Тогда:

S_ABC= дробь: чис­ли­тель: левая круг­лая скоб­ка 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ;

 

V_SABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на SC умно­жить на S_SAB= дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Обо­зна­чим ос­но­ва­ние вы­со­ты пи­ра­ми­ды за O. Тогда SO= дробь: чис­ли­тель: 3V_SABC, зна­ме­на­тель: S_ABC конец дроби = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Зна­чит, в пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке SOD имеем:

 синус \angle SDO= дробь: чис­ли­тель: SO, зна­ме­на­тель: SD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

б)  Нужно, чтобы пло­щадь ос­но­ва­ния была мак­си­маль­на. При этом вер­ши­на D лежит на окруж­но­сти с цен­тром O и ра­ди­у­сом  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SD в квад­ра­те минус SO в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 78 конец ар­гу­мен­та . По­сколь­ку пло­щадь ABC фик­си­ро­ва­на, нужно мак­си­ми­зи­ро­вать пло­щадь ACD, то есть вы­со­ту CD. Про­ве­дем окруж­ность с цен­тром O и ра­ди­у­сом  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 78 конец ар­гу­мен­та , а к ней ка­са­тель­ную, па­рал­лель­ную AC. Ясно, что наи­боль­шее рас­сто­я­ние от точки D на этой окруж­но­сти до AC будет, когда D  — точка ка­са­ния (точ­нее, так будет, по­то­му что мы рас­смат­ри­ва­ем не всю окруж­ность, а толь­ко дугу, за­дан­ную пе­ре­се­че­ни­ем с окруж­но­стью про­дол­же­ний BA и BC, по­сколь­ку толь­ко для точек на этой дуге ABCD будет вы­пук­лым). При этом про­дол­же­ние вы­со­ты будет про­хо­дить через точку O (и точку B) и:

V_SABCD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби SO умно­жить на S_ABCD дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на AC умно­жить на BD=

 

= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка BO плюс OD пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка B,AC пра­вая круг­лая скоб­ка плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 78 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка =

 

= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 78 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 78 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка =3 плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: а)  арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби ; б) 3 плюс 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та .

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 № 189
Классификатор стереометрии: Объем тела, По­стро­е­ния в про­стран­стве, Угол между пря­мой и плос­ко­стью, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да