Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пра­виль­ной тре­уголь­ной пи­ра­ми­де MABC с ос­но­ва­ни­ем ABC сто­ро­ны ос­но­ва­ния равны 6, а бо­ко­вые ребра равны 5. На ребре AC на­хо­дит­ся точка D, на ребре AB на­хо­дит­ся точка E, а на ребре AM  — точка L. Из­вест­но, что AD  =  AE  =  AL  =  4.

а)  До­ка­жи­те, что от­ре­зок DE со­дер­жит центр ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды.

б)  Най­ди­те угол между плос­ко­стью ос­но­ва­ния и плос­ко­стью, про­хо­дя­щей через точки E, D и L.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть O  — центр ос­но­ва­ния. За­ме­тим, что пря­мые DE и BC па­рал­лель­ны, сле­до­ва­тель­но, тре­уголь­ник ADE по­до­бен тре­уголь­ни­ку ABC ко­эф­фи­ци­ен­том k= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Таким об­ра­зом, вы­со­та тре­уголь­ни­ка ADE, про­ведённая из точки A, со­став­ля­ет  дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби вы­со­ты тре­уголь­ни­ка ABC и при этом они лежат на одной пря­мой, про­хо­дя­щей через точку A пер­пен­ди­ку­ляр­но пря­мой BC, сле­до­ва­тель­но, ос­но­ва­ние вы­со­ты тре­уголь­ни­ка ADE делит вы­со­ту тре­уголь­ни­ка ABC в со­от­но­ше­нии 2 : 1, счи­тая от вер­ши­ны A, и сов­па­да­ет с точ­кой O  — цен­тром тре­уголь­ни­ка ABC. Таким об­ра­зом, точка O лежит на DE.

б)  Пря­мая ED  — линия пе­ре­се­че­ния плос­ко­стей ABC и EDL. Пря­мая AO пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой ED, пря­мая MO также пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой ED, сле­до­ва­тель­но, плос­кость MOA пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой ED, и, в част­но­сти, пря­мая LO пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой ED. Таким об­ра­зом, угол LOA  — ли­ней­ный угол ис­ко­мо­го угла. Тогда имеем: AO=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,  ко­си­нус \angle OAL= дробь: чис­ли­тель: OA, зна­ме­на­тель: MA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби , от­ку­да

OL в квад­ра­те =AO в квад­ра­те плюс AL в квад­ра­те минус 2AO умно­жить на OL умно­жить на ко­си­нус \angle OAL=12 плюс 16 минус 2 умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 4 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 44, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби рав­но­силь­но OL= дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 55 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Далее,  синус \angle OAL= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби . По тео­ре­ме си­ну­сов:

 дробь: чис­ли­тель: AL, зна­ме­на­тель: синус \angle LOA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: OL, зна­ме­на­тель: синус \angle OAL конец дроби рав­но­силь­но синус \angle LOA= дробь: чис­ли­тель: AL, зна­ме­на­тель: OL конец дроби умно­жить на синус \angle OAL= дробь: чис­ли­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 55 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 55 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

от­сю­да \angle LOA= арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 55 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

 

Ответ: б)  арк­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 13 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 55 конец ар­гу­мен­та 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
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 361
Методы геометрии: Свой­ства ме­ди­ан, Тео­ре­ма си­ну­сов, Три­го­но­мет­рия в гео­мет­рии
Классификатор стереометрии: Пер­пен­ди­ку­ляр­ность пря­мой и плос­ко­сти, Пер­пен­ди­ку­ляр­ность пря­мых, Пи­ра­ми­да, Угол между плос­ко­стя­ми