Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Все рёбра пра­виль­ной четырёхуголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD имеют длину 2. Точки M и N  — се­ре­ди­ны рёбер AS и AD со­от­вет­ствен­но. Через точку M пер­пен­ди­ку­ляр­но пря­мой CN про­хо­дит се­че­ние.

а)  Най­ди­те пло­щадь этого се­че­ния.

б)  Най­ди­те, в каком от­но­ше­нии се­че­ние делит объем пи­ра­ми­ды SABCD.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Спро­ек­ти­ру­ем точку M на ос­но­ва­ние пи­ра­ми­ды (обо­зна­чим про­ек­цию T). Тогда T лежит на AC и делит ее в от­но­ше­нии 3:1. Про­ве­дем через T пря­мую, пер­пен­ди­ку­ляр­ную CN. Обо­зна­чим ее пе­ре­се­че­ние с AB и AD за Q и P со­от­вет­ствен­но. Тогда MQP  — ис­ко­мое се­че­ние.

До­ка­жем, что QA= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби AB и AP= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби AD. В самом деле, вы­бе­рем точки P и Q по этим пра­ви­лам и убе­дим­ся, что пря­мая PQ пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой CN и T при­над­ле­жит PQ. Имеем:

\overrightarrowPQ умно­жить на \overrightarrowCN= левая круг­лая скоб­ка \overrightarrowPA плюс \overrightarrowAQ пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка \overrightarrowCD плюс \overrightarrowDN пра­вая круг­лая скоб­ка =\overrightarrowPA умно­жить на \overrightarrowCD плюс \overrightarrowPA умно­жить на \overrightarrowDN плюс \overrightarrowAQ умно­жить на \overrightarrowCD плюс \overrightarrowAQ умно­жить на \overrightarrowDN=

=0 плюс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \overrightarrowDA умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \overrightarrowDA плюс левая круг­лая скоб­ка минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка \overrightarrowCD умно­жить на \overrightarrowCD плюс 0=0.

И

\overrightarrowQT=\overrightarrowQA плюс \overrightarrowAT= минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби \overrightarrowAB плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \overrightarrowAB плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \overrightarrowAD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \overrightarrowAD минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби \overrightarrowAB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби \overrightarrowAD минус дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби \overrightarrowAB пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \overrightarrowBP,

по­это­му точки лежат на одной пря­мой.

а)  Найдём пло­щадь этого се­че­ния:

S_MQP= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби MT умно­жить на QP= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AM в квад­ра­те минус AT в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: QA в квад­ра­те плюс AP в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =

= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

б)  Имеем:

V_MQPA:V_SABCD= дробь: чис­ли­тель: MT, зна­ме­на­тель: d левая круг­лая скоб­ка S,ABCD пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: S_AQP, зна­ме­на­тель: S_ABCD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AQ умно­жить на AP, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 128 конец дроби ,

по­это­му объ­е­мы ча­стей от­но­сят­ся как 9: левая круг­лая скоб­ка 128 минус 9 пра­вая круг­лая скоб­ка .

 

Ответ: а)  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби ; б) 9:119.

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 № 274
Методы геометрии: Ис­поль­зо­ва­ние век­то­ров
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой