Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 680458
i

Через се­ре­ди­ну вы­со­ты пра­виль­ной четырёхуголь­ной пи­ра­ми­ды SABCD па­рал­лель­но ос­но­ва­нию про­ве­де­но се­че­ние A1B1C1D1, диа­го­на­ли ко­то­ро­го пе­ре­се­ка­ют­ся в точке O1. На реб­рах AD и SB от­ме­че­ны точки K и М со­от­вет­ствен­но так, что AK : KD  =  3 : 5, SM : MB  =  3 : 1.

а)  До­ка­жи­те, что плос­кость KMO1 па­рал­лель­на SA.

б)  Най­ди­те угол между плос­ко­стью KМО1 и плос­ко­стью АВС, если бо­ко­вые ребра пи­ра­ми­ды SABCD на­кло­не­ны к плос­ко­сти ос­но­ва­ния под углом 60°.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть пря­мая O1M пе­ре­се­ка­ет­ся с про­дол­же­ни­ем диа­го­на­ли ос­но­ва­ния BD в точке L, а пря­мая LK пе­ре­се­ка­ет­ся с от­рез­ком AO в точке P. Пусть также диа­го­на­ли ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды пе­ре­се­ка­ют­ся в точке O. По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка BSO и пря­мой MO1:

 дробь: чис­ли­тель: OL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BM, зна­ме­на­тель: MS конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SO_1, зна­ме­на­тель: O_1O конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: OL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: OL, зна­ме­на­тель: LB конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби ,

а тогда  дробь: чис­ли­тель: OB, зна­ме­на­тель: BL конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: DL, зна­ме­на­тель: LO конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка AOD и пря­мой KL:

 дробь: чис­ли­тель: DL, зна­ме­на­тель: LO конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: OP, зна­ме­на­тель: PA конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: KD конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: OP, зна­ме­на­тель: PA конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = 1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: OP, зна­ме­на­тель: PA конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 1 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, от­ре­зок O1P  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка AOS. Зна­чит, па­рал­лель­ны от­рез­ки O1P и SA, а по­то­му па­рал­лель­ны плос­кость KO1M и ребро SA.

б)  Пусть  AS = 2x, тогда:

 AO = AS умно­жить на ко­си­нус 60 гра­ду­сов = x,

 OP = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби AS = дробь: чис­ли­тель: x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

 OL = 3 OP = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x,

 OO_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби OS = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AS умно­жить на синус 60 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби x.

По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке POL:

 PL = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: PO в квад­ра­те плюс OL в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = x ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Пусть от­ре­зок OH  — вы­со­та тре­уголь­ни­ка POL, опу­щен­ная на сто­ро­ну PL. Так как  \angle POL = \angle AOB = 90 гра­ду­сов, то

 OH = дробь: чис­ли­тель: OP умно­жить на OL, зна­ме­на­тель: PL конец дроби = дробь: чис­ли­тель: \dfrac12 x умно­жить на \dfrac32 x, зна­ме­на­тель: \dfrac ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 20 конец дроби .

Зна­чит, угол O1HO  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла O1PLO  — ис­ко­мый. Сле­до­ва­тель­но,

 тан­генс \angle O_1HO = дробь: чис­ли­тель: O_1O, зна­ме­на­тель: OH конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби : дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 10 конец ар­гу­мен­та x, зна­ме­на­тель: 20 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,

от­ку­да  \angle O_1HO = арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

 

Ответ: б)  арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 30 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 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 № 504