Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 526913
i

Ос­но­ва­ни­ем пи­ра­ми­ды яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция. Все бо­ко­вые ребра пи­ра­ми­ды на­кло­не­ны к ос­но­ва­нию под углом 60°.

а)  До­ка­жи­те, что су­ще­ству­ет точка (центр опи­сан­ной сферы), оди­на­ко­во уда­лен­ная ото всех вер­шин пи­ра­ми­ды.

б)  Най­ди­те ра­ди­ус дан­ной сферы, если до­пол­ни­тель­но из­вест­но, что ос­но­ва­ния тра­пе­ции равны 8 и 18, а ее бо­ко­вая сто­ро­на равна 13.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Если все ребра пи­ра­ми­ды оди­на­ко­во на­кло­не­ны к ос­но­ва­нию, то ее вер­ши­на про­ек­ти­ру­ет­ся в центр опи­сан­ной во­круг ос­но­ва­ния окруж­но­сти. Про­ве­дем через этот центр пря­мую, пер­пен­ди­ку­ляр­ную ос­но­ва­нию (она будет со­дер­жать вы­со­ту пи­ра­ми­ды). По­стро­ен­ная пря­мая  — мно­же­ство точек, рав­но­уда­лен­ных от вер­шин ос­но­ва­ния. Рас­смот­рим плос­кость, пер­пен­ди­ку­ляр­ную бо­ко­во­му ребру и про­хо­дя­щую через его се­ре­ди­ну. Все точки этой плос­ко­сти рав­но­уда­ле­ны от кон­цов ребра. Точка пе­ре­се­че­ния этой плос­ко­сти и ранее по­стро­ен­ной пря­мой будет рав­но­уда­ле­на ото всех вер­шин пи­ра­ми­ды и по­то­му яв­ля­ет­ся цен­тром опи­сан­ной сферы.

б)  Вве­дем обо­зна­че­ния, как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Пусть в ос­но­ва­нии лежит тра­пе­ция ABCD, точка O  — центр опи­сан­ной во­круг ос­но­ва­ния окруж­но­сти, она также яв­ля­ет­ся про­ек­ци­ей вер­ши­ны S на плос­кость ос­но­ва­ния, BH  — вы­со­та тра­пе­ции.

Вы­со­ту тра­пе­ции най­дем из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABH: BH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AB в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: AD минус BC, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =12, диа­го­наль тра­пе­ции  ВН най­дем из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка  ВНD: BD= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 144 плюс 169 конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 313 конец ар­гу­мен­та .

Окруж­ность, опи­сан­ная во­круг тра­пе­ции, опи­са­на и во­круг тре­уголь­ни­ка BCD. По­сколь­ку S_BCD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BH умно­жить на BC=48, для ра­ди­у­са опи­сан­ной окруж­но­сти по­лу­ча­ем:

R_оп= дробь: чис­ли­тель: abc, зна­ме­на­тель: 4 S конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 8 умно­жить на 13 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 313 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 умно­жить на 48 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 313 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 24 конец дроби .

Далее на­хо­дим вы­со­ту пи­ра­ми­ды:

SO=R_оп тан­генс 60 гра­ду­сов= дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 939 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 24 конец дроби .

По п. а) центр сферы лежит на пря­мой, со­дер­жа­щей вы­со­ту пи­ра­ми­ды. В этом слу­чае ра­ди­ус сферы R_сф, вы­со­та пи­ра­ми­ды H и ра­ди­ус окруж­но­сти, опи­сан­ной во­круг ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды R_оп, свя­за­ны со­от­но­ше­ни­ем

R_оп в квад­ра­те =H левая круг­лая скоб­ка 2R_сф минус H пра­вая круг­лая скоб­ка .

Тогда

 левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 313 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 24 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 939 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 24 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 2R_сф минус дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 939 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 24 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка рав­но­силь­но R_сф= дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 939 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 36 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 13 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 939 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 36 конец дроби .

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
Классификатор стереометрии: Опи­сан­ный шар, Че­ты­рех­уголь­ная пи­ра­ми­да