сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Вы­со­та пра­виль­ной тре­уголь­ной приз­мы ABCA1B1C1 равна 6. Сфера \Omega ра­ди­у­са r= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та ка­са­ет­ся всех бо­ко­вых гра­ней приз­мы. На от­рез­ках AA1 и BB1 вы­бра­ны со­от­вет­ствен­но точки M и K такие, что KM и AB  — па­рал­лель­ны, а плос­ко­сти ACK и MB1C1 ка­са­ют­ся сферы \Omega . Най­ди­те объём приз­мы и длину от­рез­ка BK.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

По­сколь­ку сфера \Omega ра­ди­у­са r ка­са­ет­ся всех бо­ко­вых гра­ней приз­мы, то в ос­но­ва­ния приз­мы можно впи­сать окруж­но­сти того же са­мо­го ра­ди­у­са r. Зна­чит, сто­ро­на ос­но­ва­ния равна 2 r ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та =4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , пло­щадь ос­но­ва­ния

S= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та ,

объём приз­мы равен S h=8 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та умно­жить на 6=48 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та . Из того, что приз­ма пра­виль­ная, а сфера ка­са­ет­ся всех её гра­ней, сле­ду­ет, что плос­кость A_1 C_1 K также ка­са­ет­ся сферы; при этом точки ка­са­ния сферы с плос­ко­стя­ми A C K и A_1 C_1 K лежат на от­рез­ках K Q и K Q_1, где точки Q и Q_1  — се­ре­ди­ны ребер AC и A_1 C_1.

Рас­смот­рим плос­кость пря­мо­уголь­ни­ка B B_1 Q_1 Q . Обо­зна­чим центр окруж­но­сти \omega, по­лу­ча­ю­щей­ся в се­че­нии сферы дан­ной плос­ко­стью, через O, а точки ка­са­ния от­рез­ков K Q_1,  Q Q_1 и KQ с окруж­но­стью  — G, J и P со­от­вет­ствен­но. Вы­со­та K H тре­уголь­ни­ка K Q Q_1 равна вы­со­те тре­уголь­ни­ка, ле­жа­ще­го в ос­но­ва­нии приз­мы, то есть K H=3 r.

За­пи­шем пло­щадь S_0 тре­уголь­ни­ка K Q Q_1 двумя спо­со­ба­ми: S_0=p r \quad и

S_0= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби K H умно­жить на Q Q_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на 3 r умно­жить на 6=9 r,

где p  — по­лу­пе­ри­метр тре­уголь­ни­ка K Q Q_1. Сле­до­ва­тель­но, p=9 . Обо­зна­чим Q J=x ; тогда

Q_1 G=Q_1 J=6 минус x, P Q=x,

K G=K P= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка 18 минус 2 x минус 2 левая круг­лая скоб­ка 6 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка пра­вая круг­лая скоб­ка =3 .

Зна­чит, Q Q_1=6, Q K=3 плюс x,  Q_1 K=9 минус x . Тогда фор­му­ла Ге­ро­на даёт, что S_0= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 умно­жить на 3 умно­жить на x умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 6 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та , от­ку­да

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9 умно­жить на 3 умно­жить на x умно­жить на левая круг­лая скоб­ка 6 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка конец ар­гу­мен­та =9 r рав­но­силь­но x левая круг­лая скоб­ка 6 минус x пра­вая круг­лая скоб­ка =3 r в квад­ра­те .

Под­став­ляя зна­че­ние ра­ди­у­са из усло­вия, по­лу­ча­ем урав­не­ние x в квад­ра­те минус 6 x плюс 8=0, сле­до­ва­тель­но, x=2 или x=4 . Тогда Q K=7 или Q K=5, а так как

B K= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: Q K в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та минус B Q в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: Q K в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та минус 9 r в квад­ра­те пра­вая круг­лая скоб­ка ,

то B K=5 или B K=1 .

 

Ответ: V=48 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , B K=5 или B K=1.

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Най­ден объём приз­мы — 1 балл.

Най­ден от­ре­зок — 7 бал­лов.


Аналоги к заданию № 1483: 1490 Все