Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Ос­но­ва­ни­ем пря­мой приз­мы ABCA_1B_1C_1 яв­ля­ет­ся рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник ABC, в ко­то­ром AC=CB=2, \angle ACB=2 арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . Плос­кость, пер­пен­ди­ку­ляр­ная пря­мой A_1B, пе­ре­се­ка­ет ребра AB и A_1B_1 в точ­ках K и L со­от­вет­ствен­но, при­чем AK= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби AB, LB_1= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби A_1B_1.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость се­че­ния пе­ре­се­ка­ет ребро CC_1 в его се­ре­ди­не.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­вер­нем кар­тин­ку на 180 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка от­но­си­тель­но пря­мой, со­еди­ня­ю­щей центр грани ABB_1A_1 с се­ре­ди­ной ребра CC_1. Тогда точки A_1 и B по­ме­ня­ют­ся ме­ста­ми, как и точки K и L. Сле­до­ва­тель­но, плос­кость при этом по­во­ро­те пре­вра­тит­ся в себя. Зна­чит, и ее точка пе­ре­се­че­ния с реб­ром CC_1 долж­на пре­вра­щать­ся в себя, что воз­мож­но толь­ко если эта точка  — се­ре­ди­на CC_1.

б)  Пусть O  — се­ре­ди­на AB. Угол  OCB= арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , по­это­му OB= дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на CB= дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , AB= дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , AK= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . Обо­зна­чим вы­со­ту приз­мы за h и вы­чис­лим ее ис­хо­дя из пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти A_1B и KL. Обо­зна­чим за L_1 про­ек­цию L на AB. Имеем:

\overrightarrowA_1B умно­жить на \overrightarrowKL= левая круг­лая скоб­ка \overrightarrowA_1A плюс \overrightarrowAB пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка \overrightarrowKL_1 плюс \overrightarrowL_1L пра­вая круг­лая скоб­ка = \overrightarrowA_1A умно­жить на \overrightarrowKL_1 плюс \overrightarrowA_1A умно­жить на \overrightarrowL_1L плюс \overrightarrowAB умно­жить на \overrightarrowKL_1 плюс \overrightarrowAB умно­жить на \overrightarrowL_1L=

 0 минус h в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби плюс 0= дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби минус h в квад­ра­те =0,

от­ку­да h= дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . По­сколь­ку, оче­вид­но, се­ре­ди­на KL сов­па­да­ет с се­ре­ди­ной грани AA_1B_1B, то в плос­ко­сти лежит и пря­мая, со­еди­ня­ю­щая ее с се­ре­ди­ной CC_1. Зна­чит, плос­кость па­рал­лель­на OC. Про­ве­дем тогда через точки K и L пря­мые, пер­пен­ди­ку­ляр­ные AB, от­ме­тим их точки пе­ре­се­че­ния с AC и C_1B_1 и со­еди­ним по­лу­чен­ные точки. Этот пя­ти­уголь­ник и будет се­че­ни­ем. Он со­сто­ит из двух пря­мо­уголь­ных тра­пе­ций, ос­но­ва­ния ко­то­рых имеют длину CO и  дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби CO, а вы­со­та равна по­ло­ви­не KL. По­это­му пло­щадь пя­ти­уголь­ни­ка равна:

S= дробь: чис­ли­тель: CO плюс дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби CO, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби KL умно­жить на 2=KL умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби CO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: KL_1 в квад­ра­те плюс L_1L в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: CB в квад­ра­те минус BO в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =

= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 32, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4 минус дробь: чис­ли­тель: 64, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 15, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 27, зна­ме­на­тель: 20 конец дроби .

 

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 27, зна­ме­на­тель: 20 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 № 246
Методы геометрии: Ис­поль­зо­ва­ние век­то­ров
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Пло­щадь се­че­ния, Пря­мая тре­уголь­ная приз­ма, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой