Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип Д10 C2 № 546983
i

В ос­но­ва­нии тре­уголь­ной приз­мы ABCA_1B_1C_1 лежит пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник AВС с пря­мым углом В. На ребре ВС взята точка L, при­чем BL : LC  =  1 : 2.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость про­хо­дя­щая через точку N пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан грани A_1B_1C_1 и точку пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей грани BB_1C_1C па­рал­лель­но АС, про­хо­дит через точку L.

б)   Пусть Q  — се­ре­ди­на ребра A_1C_1. Най­ди­те угол между пря­мы­ми BQ и LN, если приз­ма ABCA_1B_1C_1 пря­мая, АВ  =  ВС  =  6, BB_1=6.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть E  — точка пе­ре­се­че­ния диа­го­на­лей грани BB_1C_1C, а точки T и S  — точки пе­ре­се­че­ния се­че­ния с реб­ром B_1C_1 и A_1B_1, со­от­вет­ствен­но, так как се­че­ние  альфа , ко­то­рое па­рал­лель­но AC_1, па­рал­лель­но и A_1C_1. Зна­чит, пря­мая ST па­рал­лель­на A_1C_1 и про­хо­дит через точку N. Тогда тре­уголь­ни­ки B_1ST и B_1A_1C_1 по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия k= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Сле­до­ва­тель­но,  дробь: чис­ли­тель: BT, зна­ме­на­тель: TC_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби . Рас­смот­рим грань BB_1C_1C: плос­кость α пе­ре­се­ка­ет ее по пря­мой TE. Пусть пря­мые TE и BC пе­ре­се­ка­ют­ся в точке L'. Рас­смот­рим тре­уголь­ни­ки B_1TE и CL'E. Эти тре­уголь­ни­ки равны по сто­ро­не и двум при­ле­жа­щим к ней углам, тогда  дробь: чис­ли­тель: BL', зна­ме­на­тель: L'C конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и L яв­ля­ет­ся точ­кой L'.

б)  Пусть N' про­ек­ция точки N, а Q'  — точки Q на ос­но­ва­ние ABC. По­стро­им QR па­рал­лель­ную LN, тогда ис­ко­мый угол яв­ля­ет­ся BQR. Рас­смот­рим тре­уголь­ник BQR:

BQ' = B_1R = CQ' = Q'A = 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та

как ме­ди­а­на пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка. Далее,

 LR=NQ=N'Q' = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби B_1Q_1= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Пря­мая LR па­рал­лель­на BQ, а пря­мая RN' па­рал­лель­на LK. Сле­до­ва­тель­но, RN' = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби LK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби AC = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Вы­чис­лим:

BQ = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BB_1 в квад­ра­те плюс B_1Q в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та ,

BR = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BN' в квад­ра­те плюс N'R в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та ,

RQ = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: RQ' в квад­ра­те плюс Q'Q в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та .

По тео­ре­ме ко­си­ну­сов для тре­уголь­ни­ка BQR на­хо­дим: BR в квад­ра­те = BQ в квад­ра­те плюс RQ в квад­ра­те минус 2BQ умно­жить на QR ко­си­нус \angle BQR. Решая это урав­не­ние, по­лу­ча­ем, что  ко­си­нус \angle BQR = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та конец дроби . Таким об­ра­зом, \angle BQR = арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ: б)  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 15 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 № 315. (Часть C)