Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 527451
i

Ос­но­ва­ни­ем пи­ра­ми­ды SABC яв­ля­ет­ся пра­виль­ный тре­уголь­ник, длина сто­ро­ны ко­то­ро­го равна  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Ос­но­ва­ни­ем вы­со­ты, опу­щен­ной из вер­ши­ны S, яв­ля­ет­ся точка О, ле­жа­щая внут­ри тре­уголь­ни­ка ABC. Рас­сто­я­ние от точки О до сто­ро­ны АС равно 1. Синус угла OBA от­но­сит­ся к си­ну­су угла OBC как 2:1. Пло­щадь грани SAB равна  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

а)  Най­ди­те объем пи­ра­ми­ды.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки А до плос­ко­сти SBC.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вы­со­та тре­уголь­ни­ка ABC равна  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Все точки на рас­сто­я­нии 1 от сто­ро­ны AC внут­ри тре­уголь­ни­ка лежат на пря­мой, па­рал­лель­ной AC и де­ля­щей вы­со­ту (и сто­ро­ны BA и BC) в от­но­ше­нии 1:2 счи­тая от B. Пусть \angle OBC= альфа , тогда \angle OBA=60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус альфа . По усло­вию:

 синус левая круг­лая скоб­ка 60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =2 синус альфа

 дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус альфа =2 синус альфа

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ко­си­нус альфа =5 синус альфа

 тан­генс альфа = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби

От­ме­тим на сто­ро­не BC точку M такую, что BM:MC=1:2 и на BA точку N, BN:NA=1:2. Эти точки лежат на пря­мой, опи­сан­ной в на­ча­ле ре­ше­ния. Далее,

\angle BMO=\angle BNO=60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка ,

по­это­му

 синус \angle BON= синус \angle BOM= синус левая круг­лая скоб­ка 120 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­си­нус альфа плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби синус альфа =3 синус альфа .

По тео­ре­ме си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка BON по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: BN, зна­ме­на­тель: 3 синус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ON, зна­ме­на­тель: 2 синус альфа конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BO, зна­ме­на­тель: синус 60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

Зна­чит,

ON= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BN= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби BA= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

По­это­му:

OH=d левая круг­лая скоб­ка O,BN пра­вая круг­лая скоб­ка =ON умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

а)  По тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах пря­мая SH пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой BA (по­сколь­ку про­ек­ция SH на плос­кость ос­но­ва­ния это OH), сле­до­ва­тель­но, SH  — апо­фе­ма грани SAB. Далее:

S_SAB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AB умно­жить на SH= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: OH в квад­ра­те плюс OS в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да

OH в квад­ра­те плюс OS в квад­ра­те = дробь: чис­ли­тель: 10, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби , OS=1.

Тогда:

V_SABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби SO умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

б)  Имеем:

d левая круг­лая скоб­ка A,SBC пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3V_ABCS, зна­ме­на­тель: S_SBC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BC умно­жить на d левая круг­лая скоб­ка S,BC пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2d левая круг­лая скоб­ка S,BC пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби .

По тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах вы­со­та из S на BC адает в ту же точку. что и вы­со­та из O на BC. При этом:

d левая круг­лая скоб­ка O,BC пра­вая круг­лая скоб­ка =BO синус альфа = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BO умно­жить на 2 синус альфа =12 BO умно­жить на синус левая круг­лая скоб­ка 60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка минус альфа пра­вая круг­лая скоб­ка =

= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BO умно­жить на синус \angle OBN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби OH= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Зна­чит,

d левая круг­лая скоб­ка S,BC пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SO в квад­ра­те плюс d левая круг­лая скоб­ка O,BC пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 37 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби

и

d левая круг­лая скоб­ка A,SBC пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2d левая круг­лая скоб­ка S,BC пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 37 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ: а)  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ; б)  дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 37 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

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 № 262
Методы геометрии: Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Объем тела, Рас­сто­я­ние от точки до плос­ко­сти, Тре­уголь­ная пи­ра­ми­да