сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Из ме­тал­ла от­ли­ты три оди­на­ко­вые пра­виль­ные тре­уголь­ные пи­ра­ми­ды объ­е­ма 36 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .  Их уда­лось раз­ме­стить так, что все пи­ра­ми­ды имеют общее бо­ко­вое ребро и общую вер­ши­ну. Най­ди­те мак­си­маль­ное зна­че­ние сто­ро­ны ос­но­ва­ния пи­ра­мид.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Обо­зна­чим одну из пи­ра­мид через SABC, где SB  — общее бо­ко­вое ребро пи­ра­мид. Пусть  альфа =\angle A S B, a=A B, \varphi  — угол между бо­ко­вы­ми гра­ня­ми пи­ра­мид. Опу­стим из точек A и C пер­пен­ди­ку­ля­ры на ребро BS. Они при­дут в одну точку K, при­чем A K=C K, так как тре­уголь­ни­ки ASB и BSC равны. По тео­ре­ме ко­си­ну­сов

 ко­си­нус \varphi= дробь: чис­ли­тель: 2 A K в квад­ра­те минус A C в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 A K в квад­ра­те конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 a в квад­ра­те синус в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка минус a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 2 a в квад­ра­те синус в квад­ра­те левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 2 ко­си­нус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус 1, зна­ме­на­тель: 2 ко­си­нус в квад­ра­те дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­си­нус альфа , зна­ме­на­тель: ко­си­нус альфа плюс 1 конец дроби .

Пе­ре­се­чем всю кон­струк­цию плос­ко­стью, пер­пен­ди­ку­ляр­ной ребру BS. В се­че­нии каж­дой пи­ра­ми­ды будет угол \varphi. По­сколь­ку эти углы не на­ле­га­ют друг на друга, мы по­лу­чим 3 \varphi мень­ше или равно 2 Пи , от­ку­да

 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 2 Пи , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби мень­ше или равно ко­си­нус \varphi= дробь: чис­ли­тель: ко­си­нус альфа , зна­ме­на­тель: ко­си­нус альфа плюс 1 конец дроби

и  ко­си­нус альфа \geqslant минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби . Вы­ра­зим объем пи­ра­ми­ды. Пусть SD  — апо­фе­ма пи­ра­ми­ды, SO  — ее вы­со­та. Тогда

S D= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби \ctg дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби

и
 D O=a дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби .

По­сколь­ку функ­ция f левая круг­лая скоб­ка x пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: 1 плюс x, зна­ме­на­тель: 1 минус x конец дроби воз­рас­та­ет на [−1, 1), мы по­лу­ча­ем

 S O= дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: \ctg в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1 плюс ко­си­нус альфа , зна­ме­на­тель: 1 минус ко­си­нус альфа конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та боль­ше или равно дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , зна­ме­на­тель: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: a, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

Тогда

 36 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на S_A B C умно­жить на S O= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на S O боль­ше или равно a в кубе умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби = дробь: чис­ли­тель: a в кубе , зна­ме­на­тель: 24 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби ,

от­ку­да a в кубе мень­ше или равно 72 умно­жить на 24=3 в кубе умно­жить на 2 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 6 пра­вая круг­лая скоб­ка и a мень­ше или равно 12. Ра­вен­ство ре­а­ли­зу­ет­ся, если  ко­си­нус альфа = минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби , то есть в слу­чае, когда между пи­ра­ми­да­ми нет за­зо­ров.

 

Ответ: 12.