
В правильном тетраэдре MNPQ через биссектрисы NA и QB граней MNP и QNP проведены параллельные плоскости.
а) Найдите отношение суммы объемов отсекаемых от MNPQ тетраэдров к объему MNPQ
б) Найдите расстояние между NA и QB, если ребро тетраэдра равно 1.
Решение. а) Построим указанные плоскости. Через точку B проведём прямую BL, параллельную NA
тогда первое сечение BLQ. Очевидно, что QB — также медиана и высота, значит,
В грани PMN проведем медиану, высоту, биссектрису MB, S — точка пересечения MB и NA. В плоскости MBQ проведем прямую ST, параллельную BQ (где тогда второе сечение NAT. Заметим, что
Вычислим:
б) Расстояние между скрещивающимися прямыми NA и QB равно расстоянию между параллельными плоскостями где hA — высота, проведенная из вершины A. Пусть H — высота тетраэдра PQMN, тогда
Вычислим теперь площадь треугольника NAT. Имеем:
Пусть далее тогда
откуда а
Тем самым
Ответ: а) б)
Примечание.
Исходя из подобия треугольников и теоремы о соотношении площадей треугольников, имеющих равный угол, определим отношение объёмов тетраэдров, имеющих равный трёхгранный угол:
Таким образом, отношение объёмов равно отношению произведений трёх рёбер, исходящих из вершины общего трёхгранного угла каждого тетраэдра.
| Критерии оценивания выполнения задания | Баллы |
|---|---|
| Имеется верное доказательство утверждения пункта a) и обоснованно получен верный ответ в пункте б) | 3 |
| Получен обоснованный ответ в пункте б) ИЛИ имеется верное доказательство утверждения пункта а) и при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки | 2 |
| Имеется верное доказательство утверждения пункта а) ИЛИ при обоснованном решении пункта б) получен неверный ответ из-за арифметической ошибки, ИЛИ обоснованно получен верный ответ в пункте б) с использованием утверждения пункта а), при этом пункт а) не выполнен | 1 |
| Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0 |
| Максимальный балл | 3 |
PDF-версии: