Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 14 № 687517
i

В пи­ра­ми­де ABCD ребра DA, DB и DC по­пар­но пер­пен­ди­ку­ляр­ны, так что АВ  =  ВС  =  АС  =  1. На реб­рах DA и DC от­ме­че­ны точки М и N со­от­вет­ствен­но, при­чем DM : MA  =  DN : NC  =  2 : 5.

а)  До­ка­жи­те, что пи­ра­ми­да АВСD пра­виль­ная.

б)  Най­ди­те рас­сто­я­ние от точки D до плос­ко­сти MNB.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Пусть от­ре­зок DO  — вы­со­та пи­ра­ми­ды. Тогда пря­мо­уголь­ные тре­уголь­ни­ки CDO, ADO и BDO равны по ги­по­те­ну­зе и ка­те­ту. Зна­чит,  AO = BO = CO, то есть точка O  — центр пра­виль­но­го тре­уголь­ни­ка ABC. От­сю­да и сле­ду­ет, что пи­ра­ми­да ABCD пра­виль­ная.

б)  Пусть от­ре­зок DH  — вы­со­та пи­ра­ми­ды DBMN. Вы­ра­зим объем этой пи­ра­ми­ды двумя спо­со­ба­ми:

 V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на BD умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на DN умно­жить на DM,

 V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на DH умно­жить на S_BMN.

В пер­вой фор­му­ле ис­поль­зу­ем, что бо­ко­вые ребра пи­ра­ми­ды равны, по­это­му из пря­мо­уголь­но­го тре­уголь­ни­ка ABD по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

 AB в квад­ра­те = BD в квад­ра­те плюс AD в квад­ра­те рав­но­силь­но AB в квад­ра­те = 2BD в квад­ра­те рав­но­силь­но BD = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

а по­то­му

 V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на BD умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на DN умно­жить на DM = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 7 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 294 конец дроби .

Из рав­ных пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков BND и BMD по­лу­ча­ем

 BN = BM = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BD в квад­ра­те плюс DM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 53, зна­ме­на­тель: 98 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 106 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 14 конец дроби .

Ана­ло­гич­но из тре­уголь­ни­ка MDN:

 MN = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: MD в квад­ра­те плюс ND в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Вы­со­ту тре­уголь­ни­ка BMN также най­дем по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

 BH = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BM в квад­ра­те минус MH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 106, зна­ме­на­тель: 196 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 102, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 102 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 98 конец дроби .

Из ра­вен­ства V = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби DH умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 102 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 98 конец дроби на­хо­дим:

 DH = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 98, зна­ме­на­тель: 294 умно­жить на ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 102 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 51 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 51 конец дроби .

Ответ: б)  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 51 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 51 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 № 509