Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пра­виль­ной тре­уголь­ной пи­ра­ми­де SABC точка K  — делит сто­ро­ну SC в от­но­ше­нии  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , счи­тая от вер­ши­ны S, точка N  — делит сто­ро­ну SB в от­но­ше­нии  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , счи­тая от вер­ши­ны S. Через точки N и K па­рал­лель­но SA про­ве­де­на плос­кость \omega.

а)  До­ка­жи­те, что се­че­ние пи­ра­ми­ды плос­ко­стью \omega па­рал­лель­но пря­мой BC.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки B до плос­ко­сти \omega, если из­вест­но, что SA=9, AB=6.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Тре­уголь­ни­ки SNK и SBC по­доб­ны по двум про­пор­ци­о­наль­ным сто­ро­нам и углу между ними, по­это­му от­ре­зок NK па­рал­ле­лен ВС. По­сколь­ку пря­мая ВС па­рал­лель­на ле­жа­щей в плос­ко­сти се­че­ния пря­мой NK, она па­рал­лель­на и самой плос­ко­сти се­че­ния по при­зна­ку па­рал­лель­но­сти пря­мой и плос­ко­сти.

б)  Пусть H  — се­ре­ди­на BC. Про­ведём SH и AH и пусть плос­кость SHA пе­ре­се­ка­ет \omegaпо пря­мой QR (см. рис.). Тогда QR и па­рал­лель­ны, а рас­сто­я­ние от точки B до плос­ко­сти \omega равно рас­сто­я­нию от точки Н до плос­ко­сти \omega.

В тре­уголь­ни­ке SHA имеем: SA=9, AH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AC в квад­ра­те минус CH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 27 конец ар­гу­мен­та , SH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SC в квад­ра­те минус CH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 72 конец ар­гу­мен­та . Про­ведём вы­со­ту тре­уголь­ни­ка НT и най­дем её. Пусть AT = x, тогда ST = 9 минус x, тогда, при­ме­няя тео­ре­му Пи­фа­го­ра для тре­уголь­ни­ков ATH и STH, по­лу­ча­ем: HT в квад­ра­те =AH в квад­ра­те минус AT в квад­ра­те = SH в квад­ра­те минус ST в квад­ра­те :

27 минус x в квад­ра­те = 72 минус левая круг­лая скоб­ка 9 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но 27 минус x в квад­ра­те = минус 9 плюс 18x минус x в квад­ра­те рав­но­силь­но x= 2.

Тогда HT = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 27 минус 4 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 23 конец ар­гу­мен­та .

По по­стро­е­нию, от­ре­зок НT пер­пен­ди­ку­ля­рен ребру SA. В силу па­рал­лель­но­сти SA и QR, от­рез­ки НT и QR также пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Кроме того, ребро ВС пер­пен­ди­ку­ляр­но плос­ко­сти SHA по при­зна­ку пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти пря­мой и плос­ко­сти, а по­то­му и ВС пер­пен­ди­ку­ляр­но НT. Но ВС па­рал­лель­но NK, по­это­му НT и NK пер­пен­ди­ку­ляр­ны. Тем самым, пря­мая НT пер­пен­ди­ку­ляр­на двум пе­ре­се­ка­ю­щим­ся пря­мым NK и QR, ле­жа­щим в плос­ко­сти се­че­ния, а зна­чит, и всей плос­ко­сти се­че­ния.

Тре­уголь­ни­ки SNK и SBC по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , по­это­му SQ:QH=1:2, а тогда тре­уголь­ни­ки QHR и SHA по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том  дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Это озна­ча­ет, что плос­кость се­че­ния делит вы­со­ту HT в от­но­ше­нии 2:1, счи­тая от точки Н. Сле­до­ва­тель­но, рас­сто­я­ние между Н и QR равно двум тре­тьим вы­со­ты HT или  дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 23 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 23, зна­ме­на­тель: конец ар­гу­мен­та конец дроби 3.

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
Источники:
Методы геометрии: Свой­ства высот, Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Па­рал­лель­ность пря­мой и плос­ко­сти, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Се­че­ние  — тра­пе­ция, Тре­уголь­ная пи­ра­ми­да