В правильной четырехугольной пирамиде SABCD длина высоты, опущенной из вершины S на основание ABCD, равна $6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Через точку касания с боковой гранью SAB вписанного в эту пирамиду шара параллельно прямой АВ проведена плоскость, проходящая через ближайшую к вершине S точку шара.
а) Постройте сечение пирамиды этой плоскостью.
б) Найдите площадь сечения, если АВ = $4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
а) Постройте сечение пирамиды этой плоскостью.
б) Найдите площадь сечения, если АВ = $4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента$
💡 Пошаговый разбор и решение:
а) Отметим середины AB и CD (назовем их E и F) и проведем плоскость через них и точку S. Сечение сферы этой плоскостью дает окружность, вписанную в соответствующий треугольник. Построим отдельно копию этого треугольника $( E'S'F' )$ его вписанную окружность, отметим ее "верхнюю" точку (ближайшую к $S'$ ) построим прямую, проходщую через точку касания окружности со стороной $S'E'$ и эту точку (назовем ее $S_1 )$ Она пересечет $S'F'$ в некоторой точке $K'$
Теперь на исходном рисунке отметим точку K, делящую SF в том же отношении, в котором $K'$ делит $S'F'$ Проведем через нее прямую, параллельную CD, через исходную точку касания — прямую, параллельную AB, отметим их точки пересечения с боковыми ребрами и соединим. Полученная трапеция и будет сечением.
б) Сразу отметим, что прямая, соединяющая точку K с точкой касания лежит в плоскости SEF, перпендикулярной AB, поэтому будет высотой в трапеции. Основания же трапеции относятся к стороне квадрата так же, как отрезки от S до точки касания или до K относятся к апофемам SE и SF. Теперь перейдем к вычислениям.
В треугольнике SEF имеем $SE=SF= \sqrt{аргумента: ( 2 $\sqrt{начало аргумента: 6}$ аргумента ) ^2 + ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2}аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =EF$ Поэтому треугольник = сторонний, вписанная окружность касается SE в середине SE (назовем ее L), а точка, ближайшая к S и лежащая на окружности (назовем ее $S_1$ ) делит высоту пирамиды в отношении $1:2$ считая от S.
Проведем медиану ET. Она делит высоту пирамиды в отношении $2:1$ считая от вершины (пусть в точке O). Поэтому прямая $LS_1$ является средней линией в треугольнике ESO, то есть она параллельна ET. Значит, K — середина ST, то есть $SK:KF=3:1$
Наконец, $LK= $\frac{1}{2}$ ET= $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} \cdot 4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Значит, площадь сечения равна
$\frac{1}{2} \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot ( $\frac{1}{2}$ AB + $\frac{1}{4}$ CD ) = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =9 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $9 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Теперь на исходном рисунке отметим точку K, делящую SF в том же отношении, в котором $K'$ делит $S'F'$ Проведем через нее прямую, параллельную CD, через исходную точку касания — прямую, параллельную AB, отметим их точки пересечения с боковыми ребрами и соединим. Полученная трапеция и будет сечением.
б) Сразу отметим, что прямая, соединяющая точку K с точкой касания лежит в плоскости SEF, перпендикулярной AB, поэтому будет высотой в трапеции. Основания же трапеции относятся к стороне квадрата так же, как отрезки от S до точки касания или до K относятся к апофемам SE и SF. Теперь перейдем к вычислениям.
В треугольнике SEF имеем $SE=SF= \sqrt{аргумента: ( 2 $\sqrt{начало аргумента: 6}$ аргумента ) ^2 + ( 6 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ) ^2}аргумента =4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =EF$ Поэтому треугольник = сторонний, вписанная окружность касается SE в середине SE (назовем ее L), а точка, ближайшая к S и лежащая на окружности (назовем ее $S_1$ ) делит высоту пирамиды в отношении $1:2$ считая от S.
Проведем медиану ET. Она делит высоту пирамиды в отношении $2:1$ считая от вершины (пусть в точке O). Поэтому прямая $LS_1$ является средней линией в треугольнике ESO, то есть она параллельна ET. Значит, K — середина ST, то есть $SK:KF=3:1$
Наконец, $LK= $\frac{1}{2}$ ET= $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента}{2} \cdot 4 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента$ Значит, площадь сечения равна
$\frac{1}{2} \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot ( $\frac{1}{2}$ AB + $\frac{1}{4}$ CD ) = $\frac{1}{2}$ \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot 3 $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =9 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Ответ: $9 $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента$
Правильный ответ:
$9 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71412 • Задание №19
Три различных натуральных числа являются длинами сторон некоторого тупоугольного треугольника.
а) Может ли от...
ID 65787 • Задание №7
Найдите значение выражения $дробь: числитель: \log _713, знаменатель: \log _4913 конец дроби$...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
🔗 Другие задания линии №10 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 66389
В 2008 году в городском квартале проживало $40 \thinspace 000$ человек. В 2009 году, в результа...
ID 66390
В понедельник акции компании подорожали на некоторое количество процентов, а во вторник подешев...
ID 66391
Четыре одинаковые рубашки дешевле куртки на 8%. На сколько процентов пять таких же рубашек доро...
ID 66392
Семья состоит из мужа, жены и их дочери студентки. Если бы зарплата мужа увеличилась вдвое, общ...
ID 66393
Цена холодильника в магазине ежегодно уменьшается на одно и то же число процентов от предыдущей...