Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дана пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да SABC в ко­то­рой AB  =  6, точка M лежит на ребре AB так, что AM  =  5. Точка K делит сто­ро­ну SB так, что SK : KB  =  4 : 3. Ребро SA=4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Точки M и K при­над­ле­жат плос­ко­сти α, ко­то­рая пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти ABC.

а)  До­ка­жи­те, что точка С при­над­ле­жит плос­ко­сти α.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния α.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точка N  — се­ре­ди­на ребра АС, пря­мая BN пе­ре­се­ка­ет плос­кость α в точке H, a SO  — вы­со­та пи­ра­ми­ды SABC. По­сколь­ку пи­ра­ми­да SABC пра­виль­ная, точка пе­ре­се­че­ния ме­ди­ан тре­уголь­ни­ка АВС сов­па­да­ет с точ­кой О. Зна­чит, пря­мая SO лежит в плос­ко­сти SBN. Сле­до­ва­тель­но, плос­кость SBN пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС.

По­лу­ча­ем, что пря­мая КН, яв­ля­ю­ща­я­ся пря­мой пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей SBN и α, пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти АВС и па­рал­лель­на пря­мой SO. В тре­уголь­ни­ке SOB имеем:

BH= дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: SB конец дроби умно­жить на OB = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BN = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби BN.

Рас­смот­рим тре­уголь­ник АВС. Пусть L  — такая точка на от­рез­ке AM, что пря­мые LN и СМ па­рал­лель­ны, а H1,  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мых BN и СМ. Тогда от­ре­зок LN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ACM. Сле­до­ва­тель­но,

AL=LM= дробь: чис­ли­тель: AM, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =2,5.

По­лу­ча­ем:

BH_1= дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: BL конец дроби умно­жить на BN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 плюс 2,5 конец дроби BN = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби BN.

Таким об­ра­зом, пря­мая СМ делит от­ре­зок BN в таком же от­но­ше­нии, что и плос­кость α, зна­чит, плос­кость α со­дер­жит точку С.

б)  Из до­ка­зан­но­го в пунк­те а сле­ду­ет, что ис­ко­мое се­че­ние  — тре­уголь­ник СКМ. В тре­уголь­ни­ке SOB имеем:

OB= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BN= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AB ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ;

SO= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: SB в квад­ра­те минус OB в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =6;

KH= дробь: чис­ли­тель: KB, зна­ме­на­тель: SB конец дроби умно­жить на SO = дробь: чис­ли­тель: 18, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

По тео­ре­ме ко­си­ну­сов в тре­уголь­ни­ке BCM имеем:

CM= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BM в квад­ра­те плюс BC в квад­ра­те минус 2BM умно­жить на BC умно­жить на ко­си­нус 60 гра­ду­сов конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 31 конец ар­гу­мен­та .

От­ре­зок KH пер­пен­ди­ку­ля­рен плос­ко­сти ABC, а зна­чит, и пря­мой CM. Сле­до­ва­тель­но, он яв­ля­ет­ся вы­со­той тре­уголь­ни­ка CKM. Пло­щадь тре­уголь­ни­ка CKM равна

 дробь: чис­ли­тель: CM умно­жить на KH, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 31 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 31 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
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 выше0
Мак­си­маль­ный балл3
Источники:
Методы геометрии: Тео­ре­ма ко­си­ну­сов
Классификатор стереометрии: Де­ле­ние от­рез­ка, Пло­щадь се­че­ния, Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да, Се­че­ние  — тре­уголь­ник, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки