Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 532282
i

В пра­виль­ной тре­уголь­ной приз­ме ABCA1B1C1 AB  =  4, AA_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та . На реб­рах AB и B1C1 ос­но­ва­ний взяты со­от­вет­ствен­но точки M и N так, что BM : AB  =  B1N : B1C1  =  1 : 4. Через се­ре­ди­ну P бо­ко­во­го ребра BB1 про­ве­де­но се­че­ние приз­мы, пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой MN.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость се­че­ния делит ребро АА1в от­но­ше­нии 5:1, счи­тая от вер­ши­ны A.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть M'  — про­ек­ция M на A1B1, а N'  — про­ек­ция N на BC. Оче­вид­но,  дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: MA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: B_1M', зна­ме­на­тель: M'A_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: B_1N, зна­ме­на­тель: NC_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: BN', зна­ме­на­тель: N'C конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , сле­до­ва­тель­но, MN'||M'N||AC||A_1C_1, зна­чит, MN'NM  — плос­кость, со­дер­жа­щая пря­мую MN.

За­ме­тим, что MN'NM||AA1C1C. Опу­стим из точки P пер­пен­ди­ку­ляр PP1 на MN'NM. Так как P  — се­ре­ди­на BB1, то P1  — центр пря­мо­уголь­ни­ка MN'NM, то есть се­ре­ди­на диа­го­на­ли MN. Через точку P' в плос­ко­сти MN'NM про­ве­дем от­ре­зок Q'R' пер­пен­ди­ку­ля­рен MN, где Q' при­над­ле­жит MM', R' при­над­ле­жит NN'. PP' пер­пен­ди­ку­ля­рен MN'NM, сле­до­ва­тель­но, PP' пер­пен­ди­ку­ля­рен MN, зна­чит, PP' лежит в се­че­нии R'Q' пер­пен­ди­ку­ля­рен MN, P при­над­ле­жит R'Q', сле­до­ва­тель­но, R'Q' лежит в се­че­нии.

Ис­хо­дя из этого, ис­ко­мая плос­кость  — это PR'Q'. Про­длим PQ' до AA', Q=RQ'\capAA',PR' до CC_1,R=PR'\capCC'.

 

Таким об­ра­зом, мы по­стро­им ис­ко­мое се­че­ние  — тре­уголь­ник PQR. Най­дем, в каком от­но­ше­нии точка Q делит AA1:

Тре­уголь­ни­ки MP'Q'и MM'N по­доб­ны;

 дробь: чис­ли­тель: Q'M, зна­ме­на­тель: MN конец дроби = дробь: чис­ли­тель: MP', зна­ме­на­тель: MM' конец дроби , от­ку­да Q'M= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби . Рас­смот­рим грань AA1B1B.

Пусть DT||AB,T'=PT\capMM'; тре­уголь­ни­ки PT'Q' и PTQ по­доб­ны h=4;

 Q'T'=QM' минус MT= дробь: чис­ли­тель: 7 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 12 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но,

 TQ= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ;AQ= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ;

QH= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Таким об­ра­зом,  дробь: чис­ли­тель: AQ, зна­ме­на­тель: QA_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби .

 

б)  За­ме­тим, что пря­мая PP'\perpAA'B'B, сле­до­ва­тель­но, PP'\perpRQ со­дер­жит вы­со­ту тре­уголь­ни­ка PQR и hP равна вы­со­те тре­уголь­ни­ка ABC, то есть h_P=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . За­ме­тим, что CR= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

Вы­чис­лим QR = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 4 в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби , тогда S= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та .

 

Ответ: б) 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та .

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 № 302 (часть 2)