Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 621854
i

Точка E лежит на бо­ко­вом ребре SC пра­виль­ной че­ты­рех­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD и делит его в от­но­ше­нии 1 : 2, счи­тая от вер­ши­ны S. Через точку E и се­ре­ди­ны сто­рон AB и AD про­ве­де­на плос­кость α.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость α делит вы­со­ту пи­ра­ми­ды в от­но­ше­нии 3 : 2.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния пи­ра­ми­ды SABCD плос­ко­стью α, если сто­ро­на ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды равна 12, а вы­со­та  —  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Назовём точки пе­ре­се­че­ния плос­ко­сти α с рёбрами AB, AD, SB и SD  — M, N, P и Q со­от­вет­ствен­но. От­ре­зок MN  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка ABD, R  — точка её пе­ре­се­че­ния с диа­го­на­лью ос­но­ва­ния AC. Точка R  — се­ре­ди­на AO, RE  — пря­мая пе­ре­се­че­ния плос­ко­сти SAC с плос­ко­стью α. Точка T  — точка пе­ре­се­че­ния пря­мой RE с вы­со­той SO, где O  — центр ос­но­ва­ния. По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка SOC и пря­мой RE имеем:

 дробь: чис­ли­тель: CE, зна­ме­на­тель: ES конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ST, зна­ме­на­тель: TO конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: OR, зна­ме­на­тель: RC конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: ST, зна­ме­на­тель: TO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: SE, зна­ме­на­тель: RC конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: RC, зна­ме­на­тель: OR конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

б)  Се­че­ни­ем пи­ра­ми­ды плос­ко­стью яв­ля­ет­ся пя­ти­уголь­ник MNQEP, ко­то­рый можно раз­бить на тре­уголь­ник PQE и четырёхуголь­ник MNQP. Пря­мая MN па­рал­лель­на плос­ко­сти SBD, по­это­му пря­мые PQ, BD и MN па­рал­лель­ны, сле­до­ва­тель­но, MNQP  — тра­пе­ция. За­ме­тим, что пря­мая PQ пер­пен­ди­ку­ляр­на плос­ко­сти SAC, зна­чит, пря­мые RE и PQ пер­пен­ди­ку­ляр­ны, и RT  — вы­со­та тра­пе­ции MNQP, а TE  — вы­со­та тре­уголь­ни­ка PQE. Пусть E'  — про­ек­ция E на пря­мую AC. Тогда

 дробь: чис­ли­тель: OE', зна­ме­на­тель: OC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: SE, зна­ме­на­тель: SC конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,

RO= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AO,

 дробь: чис­ли­тель: RT, зна­ме­на­тель: TE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: RO, зна­ме­на­тель: OE' конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби рав­но­силь­но TE= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби RT.

Из п. а) сле­ду­ет:

TO= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби SO= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та ,

PQ= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби BD= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби AD ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 36 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ,

MN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби BD=6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ,
RO= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AO= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби AC=3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та ,

RT= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: RO в квад­ра­те плюс TO в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 6, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та ,
TE= дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 14 конец ар­гу­мен­та ,

Те­перь найдём пло­щадь се­че­ния пи­ра­ми­ды SABCD плос­ко­стью α:

S_MNQEP=S_MNQP плюс S_PQE= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка левая круг­лая скоб­ка MN плюс PQ пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на RT плюс PQ минус TE пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 108 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: 108 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 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 № 366
Методы геометрии: Тео­ре­ма Ме­не­лая
Классификатор стереометрии: Пра­виль­ная четырёхуголь­ная пи­ра­ми­да, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки