Все рёбра правильной четырёхугольной пирамиды SABCD имеют длину 2. Точки M и N — середины рёбер AS и AD соответственно. Через точку M перпендикулярно прямой CN проходит сечение.
а) Найдите площадь этого сечения.
б) Найдите, в каком отношении сечение делит объем пирамиды SABCD.
а) Найдите площадь этого сечения.
б) Найдите, в каком отношении сечение делит объем пирамиды SABCD.
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Спроектируем точку M на основание пирамиды (обозначим проекцию T). Тогда T лежит на AC и делит ее в отношении $3:1$ Проведем через T прямую, перпендикулярную CN. Обозначим ее пересечение с AB и AD за Q и P соответственно. Тогда MQP — искомое сечение.
Докажем, что $QA= $\frac{3}{8}$ AB$ и $AP= $\frac{3}{4}$ AD$ В самом деле, выберем точки P и Q по этим правилам и убедимся, что прямая PQ перпендикулярна прямой CN и $T принадлежит PQ$ Имеем:
$\overrightarrowPQ \cdot \overrightarrowCN= ( \overrightarrowPA + \overrightarrowAQ ) \cdot ( \overrightarrowCD + \overrightarrowDN ) =\overrightarrowPA \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowPA \cdot \overrightarrowDN + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowDN=$ $\overrightarrowPQ \cdot \overrightarrowCN= ( \overrightarrowPA + \overrightarrowAQ ) \cdot ( \overrightarrowCD + \overrightarrowDN ) =$
$=\overrightarrowPA \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowPA \cdot \overrightarrowDN + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowDN=$
$=0 + $\frac{3}{4}$ \overrightarrowDA \cdot $\frac{1}{2}$ \overrightarrowDA + ( - $\frac{3}{8}$ ) \overrightarrowCD \cdot \overrightarrowCD + 0=0$
[рис.]
И
$\overrightarrowQT=\overrightarrowQA + \overrightarrowAT= - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD= $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{1}{8}$ \overrightarrowAB= $\frac{1}{3}$ ( $\frac{3}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB ) = $\frac{1}{3}$ \overrightarrowBP$ $\overrightarrowQT=\overrightarrowQA + \overrightarrowAT= - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD=$
$= $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{1}{8}$ \overrightarrowAB= $\frac{1}{3}$ ( $\frac{3}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB ) = $\frac{1}{3}$ \overrightarrowBP$
поэтому точки лежат на одной прямой.
а) Найдём площадь этого сечения:
$S_MQP= $\frac{1}{2}$ MT \cdot QP= $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: AM ^2 - AT ^2}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: QA ^2 + AP ^2}$ аргумента =$
$= $\frac{1}{2}$ \sqrt{аргумента: 1 - $\frac{1}{2}$} аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{9}{16}$ + $\frac{9}{4}$} аргумента = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
б) Имеем:
$V_MQPA:V_SABCD= $\frac{MT}{d ( S,ABCD )}$ \cdot $\frac{S_AQP}{S_ABCD}$ = $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{$\frac{1}{2}$ AQ \cdot AP,}{4} = \frac{9}{128}$
поэтому объемы частей относятся как $9: ( 128 - 9 )$
Ответ: а) $\frac{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$ б) $9:119$
Докажем, что $QA= $\frac{3}{8}$ AB$ и $AP= $\frac{3}{4}$ AD$ В самом деле, выберем точки P и Q по этим правилам и убедимся, что прямая PQ перпендикулярна прямой CN и $T принадлежит PQ$ Имеем:
$\overrightarrowPQ \cdot \overrightarrowCN= ( \overrightarrowPA + \overrightarrowAQ ) \cdot ( \overrightarrowCD + \overrightarrowDN ) =\overrightarrowPA \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowPA \cdot \overrightarrowDN + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowDN=$ $\overrightarrowPQ \cdot \overrightarrowCN= ( \overrightarrowPA + \overrightarrowAQ ) \cdot ( \overrightarrowCD + \overrightarrowDN ) =$
$=\overrightarrowPA \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowPA \cdot \overrightarrowDN + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowCD + \overrightarrowAQ \cdot \overrightarrowDN=$
$=0 + $\frac{3}{4}$ \overrightarrowDA \cdot $\frac{1}{2}$ \overrightarrowDA + ( - $\frac{3}{8}$ ) \overrightarrowCD \cdot \overrightarrowCD + 0=0$
[рис.]
И
$\overrightarrowQT=\overrightarrowQA + \overrightarrowAT= - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD= $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{1}{8}$ \overrightarrowAB= $\frac{1}{3}$ ( $\frac{3}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB ) = $\frac{1}{3}$ \overrightarrowBP$ $\overrightarrowQT=\overrightarrowQA + \overrightarrowAT= - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAB + $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD=$
$= $\frac{1}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{1}{8}$ \overrightarrowAB= $\frac{1}{3}$ ( $\frac{3}{4}$ \overrightarrowAD - $\frac{3}{8}$ \overrightarrowAB ) = $\frac{1}{3}$ \overrightarrowBP$
поэтому точки лежат на одной прямой.
а) Найдём площадь этого сечения:
$S_MQP= $\frac{1}{2}$ MT \cdot QP= $\frac{1}{2}$ \cdot $\sqrt{аргумента: AM ^2 - AT ^2}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: QA ^2 + AP ^2}$ аргумента =$
$= $\frac{1}{2}$ \sqrt{аргумента: 1 - $\frac{1}{2}$} аргумента \cdot \sqrt{аргумента: $\frac{9}{16}$ + $\frac{9}{4}$} аргумента = \frac{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$
б) Имеем:
$V_MQPA:V_SABCD= $\frac{MT}{d ( S,ABCD )}$ \cdot $\frac{S_AQP}{S_ABCD}$ = $\frac{1}{2}$ \cdot \frac{$\frac{1}{2}$ AQ \cdot AP,}{4} = \frac{9}{128}$
поэтому объемы частей относятся как $9: ( 128 - 9 )$
Ответ: а) $\frac{3 $\sqrt{аргумента: 5}$ аргумента}{8 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}$ б) $9:119$
Правильный ответ:
а) $дробь: числитель: 3 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента , знаменатель: 8 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента конец дроби$ б) $9:119$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 64535 • Задание №1
На рисунке показан график движения автомобиля по маршруту. На оси абсцисс откладывается время (в часах), на ос...
ID 64841 • Задание №3
[рис.] В правильной четырехугольной пирамиде SABCD точка O — центр основания, S — вершина, $SO=8$ $BD=30$ На...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получены верные ответы в пунктах а) и б) | 2
Выполнен только один из пунктов — а) или б) | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, приведённых выше | 0
Максимальный балл | 2
🔗 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...