Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 527257
i

Ос­но­ва­ние пря­мой приз­мы KLMNK'L'M'N'  — ромб KLMN с углом 60° при вер­ши­не K. Точки E и F  — се­ре­ди­ны ребер LL' и LM приз­мы. Ребро SA пра­виль­ной че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD (S  — вер­ши­на) лежит на пря­мой LN, вер­ши­ны D и B  — на пря­мых MM' и EF со­от­вет­ствен­но. Из­вест­но, что SA=2AB.

а)  До­ка­жи­те, что точка В лежит на пря­мой ММ'.

б)  Найти от­но­ше­ние объ­е­мов приз­мы и пи­ра­ми­ды.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пря­мая LN пер­пен­ди­ку­ляр­на двум пе­ре­се­ка­ю­щим­ся пря­мым KM и LL1 плос­ко­сти MM1K1K, по­это­му пря­мая LN пер­пен­ди­ку­ляр­на этой плос­ко­сти. Тогда, любая пря­мая, про­хо­дя­щая через точку P пер­пен­ди­ку­ляр­но NL (или сов­па­да­ю­щей с ней пря­мой SA), лежит в плос­ко­сти MM1K1K.

Из­вест­но, что бо­ко­вое ребро пра­виль­ной четырёхуголь­ной пи­ра­ми­ды пер­пен­ди­ку­ляр­но, скре­щи­ва­ю­щей­ся с ним диа­го­на­ли ос­но­ва­ния. Кроме того, если пря­мая l и плос­кость α пер­пен­ди­ку­ляр­ны одной и той же пря­мой, то пря­мая l либо лежит в плос­ко­сти α, либо па­рал­лель­на ей.

Скре­щи­ва­ю­щи­е­ся пря­мые SA и BD пер­пен­ди­ку­ляр­ны и плос­кость MM1K1K пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой SA, по­это­му пря­мая BD либо лежит в плос­ко­сти MM1K1K, либо па­рал­лель­на ей. Вто­рой слу­чай ис­клю­ча­ет­ся, так как по усло­вию за­да­чи точка D лежит на пря­мой MM1, то есть яв­ля­ет­ся общей точ­кой пря­мой BD и плос­ко­сти MM1K1K. Зна­чит, пря­мая BD лежит в плос­ко­сти MM1K1K. В то же время, точка B лежит в плос­ко­сти MM1L1L, так как она лежит на пря­мой EF этой плос­ко­сти. Сле­до­ва­тель­но, точка B лежит на пря­мой MM1 пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей MM1K1K и MM1L1L.

б)  Из пунк­та а) сле­ду­ет, что M  — се­ре­ди­на диа­го­на­ли ос­но­ва­ния ABCD пи­ра­ми­ды. Тогда MP  — общий пер­пен­ди­ку­ляр скре­щи­ва­ю­щих­ся пря­мых SA и BD. Обо­зна­чим AB  =  a. Тогда SA=2a,

AM=MD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BD= дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

SM= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SA в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та минус AM в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4a в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та минус дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

MP= дробь: чис­ли­тель: AM умно­жить на SM, зна­ме­на­тель: SA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби , зна­ме­на­тель: 2a конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ,

LP=MP тан­генс \angle LMP=MP тан­генс 30 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

S_KLMN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби KM умно­жить на LN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 2MP умно­жить на 2LP=2MP умно­жить на LP=2 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Из ра­вен­ства тре­уголь­ни­ков BMF и ELF сле­ду­ет, что EL=MB=MD= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби , по­это­му LL_1=2EL=a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Пусть V1 и V2  — объёмы приз­мы KLMNK1L1M1N1 и пи­ра­ми­ды SABCD. Тогда

V_1=S_KLMN умно­жить на LL_1= дробь: чис­ли­тель: 7a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 7a в кубе ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

V_2= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_ABCD умно­жить на SM= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a в кубе ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но,

 дробь: чис­ли­тель: V_1, зна­ме­на­тель: V_2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 7a в кубе ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: a в кубе ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 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 № 248