Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В ос­но­ва­нии пря­мой приз­мы ABCDA1B1C1D1 лежит рав­но­бед­рен­ная тра­пе­ция ABCD с ос­но­ва­ни­я­ми AD  =  5 и BC  =  3. Точка M делит ребро A1D1 в от­но­ше­нии A_1 M: M D_1=2: 3, а точка K  — се­ре­ди­на ребра DD1.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость MKC делит от­ре­зок BB1 по­по­лам.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния приз­мы плос­ко­стью МKC, если \angle M K C=90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка и \angle A D C=60 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка .

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Рис. 1

a)  Бо­ко­вая грань BCC1B1 приз­мы па­рал­лель­на грани ADD1A1, по­сколь­ку со­став­ля­ю­щие их рёбра со­от­вет­ствен­но па­рал­лель­ны. Про­ведём через вер­ши­ну C пря­мую, па­рал­лель­ную KM. Пусть эта пря­мая пе­ре­се­ка­ет ребро BB1 в точке N, а про­дол­же­ние ребра B1C1 в точке E, а пря­мая EM пе­ре­се­ка­ет ребро A1B1 в точке L (рис. 1).

Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки CBN и MD1K равны, по­сколь­ку равны их ка­те­ты BC и MD1, а также ост­рые углы, ввиду па­рал­лель­но­сти со­от­вет­ству­ю­щих сто­рон. Сле­до­ва­тель­но,

 B N = D_1 K = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби D D_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби B B_1,

а зна­чит, точка N  — се­ре­ди­на ребра BB1.

б)  Пусть вы­со­та приз­мы равна 2x. Тогда B_1 N = B N = D K = x. В рав­но­бед­рен­ной тра­пе­ции с ос­но­ва­ни­я­ми 5 и 3 и углом 60° бо­ко­вые сто­ро­ны равны 2, то есть A_1 B_1 = C D = 2.

Пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки EB1N и CBN равны по ка­те­ту и углу при вер­ши­не N. Зна­чит,

 E N в квад­ра­те = N C в квад­ра­те = B N в квад­ра­те плюс B C в квад­ра­те = x в квад­ра­те плюс 9.

Из пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков CDK и NCK имеем:

 C K в квад­ра­те = C D в квад­ра­те плюс D K в квад­ра­те = x в квад­ра­те плюс 4 ;

N K в квад­ра­те =N C в квад­ра­те плюс C K в квад­ра­те =x в квад­ра­те плюс 9 плюс x в квад­ра­те плюс 4=2 x в квад­ра­те плюс 13.

Для тре­уголь­ни­ка BCD имеем:

 B D в квад­ра­те =B C в квад­ра­те плюс C D в квад­ра­те минус 2 B C умно­жить на C D умно­жить на ко­си­нус 120 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка =19 .

По­сколь­ку NK=BD, по­лу­ча­ем: 2 x в квад­ра­те плюс 13=19, от­ку­да x= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Сле­до­ва­тель­но,

C K= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та , E N=N C=M K=2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

Рис. 2

Пло­щадь пря­мо­уголь­ной тра­пе­ции MKCE равна

 дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на C K умно­жить на левая круг­лая скоб­ка M K плюс E C пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка =3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та .

Тре­уголь­ни­ки A1ML и B1EL по­доб­ны, зна­чит,

E L : L M = E B_1 : M A_1 = 3 : 2,

а пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков ELN и EMN от­но­сят­ся как 3: 5 (рис. 2). Тогда пло­щадь тре­уголь­ни­ка ELN равна

 дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 7 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Пло­щадь се­че­ния MKCNL равна раз­но­сти пло­ща­дей тра­пе­ции MKCE и тре­уголь­ни­ка ELN:

 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та минус дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Ответ: б)   дробь: чис­ли­тель: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 21 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Кри­те­рии оце­ни­ва­ния вы­пол­не­ния за­да­нияБаллы
Име­ет­ся вер­ное до­ка­за­тель­ство утвер­жде­ния пунк­та а), 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

Аналоги к заданию № 642779: 643676 643716 673601 Все

Источники:
Методы геометрии: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра
Классификатор стереометрии: Пло­щадь се­че­ния, Пря­мая че­ты­рех­уголь­ная приз­ма, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Де­ле­ние от­рез­ка