Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Плос­кость α про­хо­дит через се­ре­ди­ны двух про­ти­во­по­лож­ных ребер тре­уголь­ной пи­ра­ми­ды и па­рал­лель­на ме­ди­а­не одной из ее гра­ней.

а)  До­ка­жи­те, что среди ме­ди­ан гра­ней этой пи­ра­ми­ды в точ­но­сти две яв­ля­ют­ся па­рал­лель­ны­ми к плос­ко­сти α.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния дан­ной пи­ра­ми­ды плос­ко­стью α, если эти ме­ди­а­ны пер­пен­ди­ку­ляр­ны друг другу и равны 2.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть точки M1, M2, M3 и M4  — се­ре­ди­ны рёбер AB, CD, BC и AD со­от­вет­ствен­но. Плос­кость се­че­ния про­хо­дит через точки M1 и M2 па­рал­лель­но AM3. По­стро­им се­че­ние: пря­мая M1N2 па­рал­лель­на пря­мой AM3 (N2  — точка на ребре BC). Точка S  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мой M1N2 с пря­мой AC. Точка N1  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мой SM2 с пря­мой AD. Тогда M1N1M2N2  — ис­ко­мое се­че­ние.

Точка M1  — се­ре­ди­на ребра AB, тогда по тео­ре­ме Фа­ле­са от­рез­ки BN2 и N2M3 равны, а также

 дробь: чис­ли­тель: CA, зна­ме­на­тель: AS конец дроби = дробь: чис­ли­тель: CM_3, зна­ме­на­тель: M_3N_2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби

и  дробь: чис­ли­тель: CS, зна­ме­на­тель: SA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби . По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка ADC по­лу­чим

 дробь: чис­ли­тель: DM_2, зна­ме­на­тель: M_2C конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: CS, зна­ме­на­тель: SA конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AN_1, зна­ме­на­тель: N_1D конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: AN_1, зна­ме­на­тель: N_1D конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Таким об­ра­зом,  дробь: чис­ли­тель: AN_1, зна­ме­на­тель: N_1M_4 конец дроби =1= дробь: чис­ли­тель: AM_1, зна­ме­на­тель: M_1B конец дроби , сле­до­ва­тель­но, пря­мая M1N1 па­рал­лель­на пря­мой BM4, зна­чит, се­че­ние M1N1M2N2 па­рал­лель­но пря­мой BM4.

 

б)  За­ме­тим, что пря­мые M1N1 и M1N2 пер­пен­ди­ку­ляр­ны, при этом M1N1  =  M2N2  =  1. Кроме того, тре­уголь­ни­ки CAM3 и CSN2 по­доб­ны, от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: SN_2, зна­ме­на­тель: AM_3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: CS, зна­ме­на­тель: CA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , сле­до­ва­тель­но, SN_2=3, SM_1=2, S_SM_1N_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SM_1 умно­жить на M_1N_1=1. По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка SM2C по­лу­чим  дробь: чис­ли­тель: CA, зна­ме­на­тель: AS конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SN_1, зна­ме­на­тель: N_1M_2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: M_2D, зна­ме­на­тель: DC конец дроби =1, от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: SN_1, зна­ме­на­тель: N_1M_2 конец дроби =1,  дробь: чис­ли­тель: SM_2, зна­ме­на­тель: SN_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби .

По тео­ре­ме об от­но­ше­нии пло­ща­дей тре­уголь­ни­ков с рав­ным углом по­лу­чим, что

 дробь: чис­ли­тель: S_SM_2N_2, зна­ме­на­тель: S_SM_1N_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: SM_2, зна­ме­на­тель: SN_1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SN_2, зна­ме­на­тель: SM_1 конец дроби =3,

S_SM_2N_2=3,

S_M_1N_1M_2N_2=S_SM_2N_2 минус S_SM_1N_1=2.

Ответ: б) 2.

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
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 345
Методы геометрии: Пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков и объ­е­мы тэт­ра­эд­ров, име­ю­щих общий угол, Тео­ре­ма Ме­не­лая, Тео­ре­ма Фа­ле­са
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Се­че­ние, па­рал­лель­ное или пер­пен­ди­ку­ляр­ное пря­мой, Тре­уголь­ная пи­ра­ми­да