Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Сто­ро­на ос­но­ва­ния пра­виль­ной ше­сти­уголь­ной пи­ра­ми­ды SABCDEF равна 6. Бо­ко­вое ребро на­кло­не­но к ос­но­ва­нию под углом 60°. Через мень­шую диа­го­наль ос­но­ва­ния AC про­ве­де­но се­че­ние, ко­то­рое пе­ре­се­ка­ет вы­со­ту пи­ра­ми­ды в точке, уда­лен­ной от ос­но­ва­ния на рас­сто­я­ние  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та .

а)  До­ка­жи­те, что это се­че­ние пер­пен­ди­ку­ляр­но про­ти­во­по­лож­но­му к АС бо­ко­во­му ребру пи­ра­ми­ды SE.

б)  Най­ди­те пло­щадь се­че­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть ис­ко­мое се­че­ние пе­ре­се­ка­ет вы­со­ту SO в точке P, а ребро SE  — в точке M. Пусть точка M  — се­ре­ди­на AC. Рас­смот­рим рав­но­бед­рен­ный тре­уголь­ник BSE. По­сколь­ку угол SBE  =  60°, то тре­уголь­ник BSE рав­но­сто­рон­ний. Имеем:

BM = AB умно­жить на синус 30 гра­ду­сов = 3,

BE = 2 BO = 2 AB = 12,

SO = BO умно­жить на тан­генс 60 гра­ду­сов =6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да  дробь: чис­ли­тель: SP, зна­ме­на­тель: PO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби . По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка OSE и се­ку­щей MPH по­лу­чим:

 дробь: чис­ли­тель: SH, зна­ме­на­тель: HE конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: EM, зна­ме­на­тель: MO конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: OP, зна­ме­на­тель: PS конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: SH, зна­ме­на­тель: HE конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: SH, зна­ме­на­тель: HE конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Вы­ра­зим HE:

HE = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби умно­жить на 12 = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ME, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

от­ку­да HE = ME умно­жить на ко­си­нус 60 в сте­пе­ни circ, зна­чит, пря­мая MH пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой HE. Тогда плос­кость ACH пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой SE, по­сколь­ку пря­мая AC тоже пер­пен­ди­ку­ляр­на пря­мой SE по тео­ре­ме о трех пер­пен­ди­ку­ля­рах.

 

б)  Пусть се­че­ние про­хо­дит через точку R на пря­мой SF и через точку T на пря­мой SD. За­ме­тим, что точка P лежит в плос­ко­стях ACH и CSF, зна­чит, точка P при­над­ле­жит пря­мой CR. Ана­ло­гич­но точка P при­над­ле­жит пря­мой AT. По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка SFO и се­ку­щей CR имеем:

 дробь: чис­ли­тель: OP, зна­ме­на­тель: PS конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SR, зна­ме­на­тель: RF конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: FC, зна­ме­на­тель: CO конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SR, зна­ме­на­тель: RF конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: SR, зна­ме­на­тель: RF конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Ана­ло­гич­но  дробь: чис­ли­тель: ST, зна­ме­на­тель: TD конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , от­ку­да

KE = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби FD = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на FE умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 30 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Пусть пря­мая RT пе­ре­се­ка­ет пря­мую MH в точке K. Имеем:

 дробь: чис­ли­тель: MP, зна­ме­на­тель: PK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: MC, зна­ме­на­тель: KR конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: \tfrac30 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ,

MH = ME умно­жить на синус 60 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

MP = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: MO в квад­ра­те плюс OP в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 плюс 3 конец ар­гу­мен­та = 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

от­ку­да на­хо­дим:

PK = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби ,

HK = дробь: чис­ли­тель: 9 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 17, зна­ме­на­тель: 12 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 10 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Пло­щадь се­че­ния ACTHR равна

S_ACTHR = S_ACTR плюс S_HTR = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на MK умно­жить на левая круг­лая скоб­ка AC плюс RT пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на HK умно­жить на RT =
= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 17 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та плюс дробь: чис­ли­тель: 30 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 5 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 30 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 51, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 255, зна­ме­на­тель: 14 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 150, зна­ме­на­тель: 14 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 381, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

 

Ответ: б)    дробь: чис­ли­тель: 381, зна­ме­на­тель: 7 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
Источник: А. Ларин. Тре­ни­ро­воч­ный ва­ри­ант № 477
Методы геометрии: Тео­ре­ма о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах, Тео­ре­ма Ме­не­лая
Классификатор стереометрии: Пер­пен­ди­ку­ляр­ность пря­мой и плос­ко­сти, Се­че­ние, про­хо­дя­щее через три точки, Пло­щадь се­че­ния, Пра­виль­ная ше­сти­уголь­ная пи­ра­ми­да