Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 527433
i

В пи­ра­ми­де SBCD каж­дое ребро равно 3. На ребре SB взята точка A так, что SA:AB=1:2.

а)  В каком от­но­ше­нии плос­кость ACD делит объем пи­ра­ми­ды?

б)  Най­ди­те ра­ди­ус сферы, опи­сан­ной около пи­ра­ми­ды SACD.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  У пи­ра­мид SBDC и ABDC сов­па­да­ют ос­но­ва­ния, а от­но­ше­ние их высот равно  дробь: чис­ли­тель: AH, зна­ме­на­тель: SO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: AB, зна­ме­на­тель: SB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби из-за по­до­бия тре­уголь­ни­ков AHB и SOB (AH и SO  — вы­со­ты пи­ра­мид). Зна­чит, V_ABCD= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби V_SBCD и ис­ко­мое от­но­ше­ние объ­е­мов 1:2.

б)  Пусть М - точка пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан пра­виль­но­го тре­уголь­ни­ка SDC, точка K - центр сферы. Точка К рав­но­уда­ле­на от точек S, D и C, по­это­му она лежит на пер­пен­ди­ку­ля­ре к плос­ко­сти SDC, про­ве­ден­ном через точку М - этот пер­пен­ди­ку­ляр яв­ля­ет­ся вы­со­той пра­виль­но­го тет­ра­эд­ра BSDC.

 SM=\dfrac23 умно­жить на DS умно­жить на \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 2= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ; BM= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SB в квад­ра­те минус SM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та .

Пусть А1 и A2 - про­ек­ции точки А на пря­мые ВМ и SM.

Тре­уголь­ни­ки BAA1 и BSM по­доб­ны c ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия  \dfrac23, по­это­му  АА_1= \dfrac23 умно­жить на MS= \dfrac 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 3; AA_2= \dfrac13 умно­жить на MB=\dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 3.

 

Пусть МК=h, тогда

 R в квад­ра­те =AK в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка AA_2 минус h пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс AA_1 в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 3 минус h пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка \dfrac2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 3 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =2 плюс h в квад­ра­те минус \dfrac2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 3h;

 R в квад­ра­те =MS в квад­ра­те плюс h в квад­ра­те =3 плюс h в квад­ра­те .

При­рав­няв вы­ра­же­ния для R в квад­ра­те , по­лу­чим  \dfrac2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 3h= минус 1; h= минус \dfrac32 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та = минус \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 4.

Знак "минус" озна­ча­ет, что точка К на самом деле лежит на про­дол­же­нии от­рез­ка МВ, то есть вне тет­ра­эд­ра SACD.

Тогда  R в квад­ра­те =3 плюс левая круг­лая скоб­ка \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 4 пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =\dfrac278; R= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \dfrac27 конец ар­гу­мен­та 8.

 

При­ме­ча­ние.

За­ме­тим, что ра­ди­ус сферы, опи­сан­ной во­круг тет­ра­эд­ра SBCD, тоже равен  R= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \dfrac27 конец ар­гу­мен­та 8. В самом деле, центр опи­сан­ной сферы делит вы­со­ту тет­раэ­ра в от­но­ше­нии 3:1, счи­тая от вер­ши­ны, по­это­му рас­сто­я­ние от точки М до цен­тра сферы равно  \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та 4=MK, а ра­ди­ус равен KS. Од­на­ко центр сферы, опи­сан­ной во­круг тет­ра­эд­ра SBCD, лежит на от­рез­ке МВ, то есть внут­ри тет­ра­эд­ра, а центр сферы, опи­сан­ной во­круг тет­ра­эд­ра SADC, лежит на про­дол­же­нии от­рез­ка МВ, то есть вне тет­ра­эд­ра.

Ответ: а) 1:2; б)  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \dfrac27 конец ар­гу­мен­та 8.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Обос­но­ван­но по­лу­че­ны вер­ные от­ве­ты в пунк­тах а) и б) 2
Вы­пол­нен толь­ко один из пунк­тов   — а) или б)1
Ре­ше­ние не со­от­вет­ству­ет ни од­но­му из кри­те­ри­ев, при­ведённых выше0
Мак­си­маль­ный балл2
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 260
Классификатор стереометрии: Опи­сан­ный шар, Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да