Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дана пра­виль­ная тре­уголь­ная приз­ма ABCA_1B_1C_1. На ребре BC взята точка M, причём BM : CM=1 : 2.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость, про­хо­дя­щая через цен­тры гра­ней A_1B_1C_1 и BB_1C_1C па­рал­лель­но ребру AC, про­хо­дит через точку M.

б)  Пусть K  — се­ре­ди­на ребра A_1C_1, N  — центр грани BB_1C_1C. Най­ди­те угол между пря­мы­ми B_1K и MN, если AC=18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ; AA_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть O  — центр верх­не­го ос­но­ва­ния, N  — центр грани BB_1C_1C. От­ме­тим точку T на B_1C_1 так, чтобы B_1T:TC_1=2:1. Тогда T сим­мет­рич­на M от­но­си­тель­но N и лежит на пря­мой MN. По­сколь­ку O делит вы­со­ту грани A_1B_1C_1 , про­ве­ден­ную из вер­ши­ны B_1, в от­но­ше­нии 2:1, то пря­мая OT па­рал­лель­на пря­мой AC. По­это­му плос­кость OTN (опи­сан­ная в усло­вии) со­дер­жит точку M, что и тре­бо­ва­лось до­ка­зать.

б)   От­ме­тим на AB точку S так чтобы BS:SA=1:2. Тогда пря­мые SM, AC и OT па­рал­лель­ны друг другу и

SM= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби A_1C_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби A_1C_1=OT.

Сле­до­ва­тель­но, OTMS  — па­рал­ле­ло­грамм и пря­мая TM па­рал­лель­на пря­мой SO. Тогда

\angle левая круг­лая скоб­ка B_1K,MN пра­вая круг­лая скоб­ка =\angle левая круг­лая скоб­ка B_1O, MT пра­вая круг­лая скоб­ка =\angle левая круг­лая скоб­ка B_1O, SO пра­вая круг­лая скоб­ка =\angle B_1OS.

Обо­зна­чим за T_1 про­ек­цию T на BC. Тогда

MT= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: MT_1 в квад­ра­те плюс T_1T в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби BC в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 121 конец ар­гу­мен­та =11.

В тре­уголь­ни­ке B_1OS имеем

B_1O= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби B_1K= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на A_1C_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на 18 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =18,

B_1S= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: B_1B в квад­ра­те плюс BS в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 9 конец дроби BA в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 121 конец ар­гу­мен­та =11=MT.

Итак, тре­уголь­ник  OSB_1 рав­но­бед­рен­ный. Обо­зна­чим за H се­ре­ди­ну от­рез­ка B_1O, тогда

\angle B_1OS= арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: HO, зна­ме­на­тель: SO конец дроби = арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 11 конец дроби .

Ответ: б)  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 11 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 № 270
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Пра­виль­ная тре­уголь­ная приз­ма, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой, Угол между пря­мы­ми