Главная / ЕГЭ Математика. Профильный уровень / Задание №14 / ID 68445
ID 68445 ЕГЭ Математика. Профильный уровень Линия №14 СдамГИА ID: 510787 Т1. Планиметрия
✈️ TG ВК Следующая ⏭️
Плоскость α пересекает два шара, имеющих общий центр. Площадь сечения меньшего шара этой плоскостью равна 6. Плоскость β, параллельная плоскости α, касается меньшего шара, а площадь сечения этой плоскостью большего шара равна 4.
а)  Докажите, что площадь поверхности меньшего шара не меньше, чем 24.
б)  Найдите площадь сечения большего шара плоскостью α.
Чертеж к задаче
💡 Пошаговый разбор и решение:
а)  Любое сечение шара плоскостью  — это круг, причем радиус этого круга не превосходит радиуса самого шара. Тогда из условия следует, что $\pi R ^2 больше или = 6$ где R  — радиус меньшего шара. Тогда площадь его поверхности, равная $4 \pi R ^2$ не меньше чем 24. Что и требовалось доказать.
б)  Рассмотрим сечение, проходящее через общий центр шаров и центры кругов.
Обозначение центра, точки касания и точек пересечения поверхностей шаров с плоскостями α и β дано на рисунке. [рис.] Отрезок FD  — радиус круга, полученного в сечении меньшего шара плоскостью  α, тогда $S_ альфа = \pi \cdot FD ^2 = 6$   — площадь сечения меньшего шара плоскостью α.
Отрезок AB  — радиус круга, полученного в сечении большего шара плоскостью  β, тогда $S_ бета = \pi \cdot AB ^2 = 4$   — площадь сечения большего шара плоскостью β.
Отрезок CF  — радиус круга, полученного в сечении большего шара плоскостью α. Параллельные прямые AB и CF перпендикулярны прямой AF. Из прямоугольных треугольников получаем:

$OF ^2 = OC ^2 - CF ^2 = OD ^2 - FD ^2$

откуда

$CF ^2 = OC ^2 - OD ^2 + FD ^2 = OB ^2 - OA ^2 + FD ^2 = AB ^2 + FD ^2$

Площадь сечения большего шара плоскостью α:

$S = \pi \cdot CF ^2 = \pi \cdot AB ^2 + \pi \cdot FD ^2 =10$

Ответ: б) 10.

Приведем решение Дмитрия Сузана.
а)  Пусть радиус меньшего шара равен r, радиус большего шара равен R. Площадь сечения шара плоскостью, находящейся на расстоянии где h от центра шара $( h меньше или = R )$ равна $\pi ( R ^2 - h ^2 )$ Плоскость α находится от центра шара на расстоянии $h_1$ плоскость β находится на расстоянии расстояние r. Из условий имеем:

$\pi ( r ^2 - h_1 ^2 ) =6, \quad ( 1 )$
$\pi ( R ^2 - r ^2 ) =4, \quad ( 2 )$

Умножим (1) на 4, раскроем скобки, получим: $4 \pi r ^2 =24 + 4 \pi h_1 ^2$ В левой части стоит площадь поверхности малого шара, в правой части  — число, не меньшее 24. Утверждение а) доказано.
б)  Сложим (1) и (2), получим: $\pi ( R ^2 - h_1 ^2 ) =10$ В левой части стоит площадь сечения большего шара плоскостью α.
Правильный ответ: б) 10
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 71117 • Задание №18
Найдите все значения параметра a, при каждом из которых уравнение $9 в степени левая круглая скобка минус |x ...
Смотреть разбор ↗
ID 71734 • Задание №19
Последовательность $n_1, n_2, \ldots, n_12, n_13$ состоит из 13 различных натуральных чисел. Среднее арифметич...
Смотреть разбор ↗
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:

Критерии оценивания выполнения задания | Баллы

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 выше | 0

Максимальный балл | 3
🔗 Другие задания линии №14 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 67919 Дана прямая треугольная призма ABCA1B1C1, двугранный угол призмы при ребре AA1 равен 60°. а)  Д... ID 67920 В правильной четырёхугольной пирамиде SABCD сторона AB основания равна $2 корень из 3$ а высота... ID 67921 В правильной треугольной призме ABCA1B1C1 все рёбра равны 1. а)  Докажите, что расстояние между... ID 67922 Основанием прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 является прямоугольный треугольник ABC с прямым ... ID 67923 Расстояние между боковыми ребрами AA1 и BB1 прямой треугольной призмы ABCA1B1C1 равно 5, а расс...
← Предыдущее задание 📚 Все задания по предмету Следующее задание →