сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Можно ли че­тырь­мя плос­ко­стя­ми раз­ре­зать куб с реб­ром 1 на части так, чтобы для каж­дой из ча­стей рас­сто­я­ние между лю­бы­ми двумя ее точ­ка­ми было: а) мень­ше  дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби ; б) мень­ше  дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби ? Пред­по­ла­га­ет­ся, что все плос­ко­сти про­во­дят­ся од­но­вре­мен­но, куб и его части не дви­га­ют­ся.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  Вы­бе­рем в кубе три ребра, име­ю­щих общую вер­ши­ну. Про­ве­дем пер­вые две плос­ко­сти пер­пен­ди­ку­ляр­но пер­во­му ребру так, чтобы оно де­ли­лось этими плос­ко­стя­ми на три рав­ные части. Тре­тью плос­кость про­ве­дем пер­пен­ди­ку­ляр­но вто­ро­му ребру через его се­ре­ди­ну. Чет­вер­тую плос­кость про­ве­дем пер­пен­ди­ку­ляр­но тре­тье­му ребру через его се­ре­ди­ну. Тогда куб раз­ре­жет­ся на 12 оди­на­ко­вых пря­мо­уголь­ных па­рал­ле­ле­пи­пе­дов со сто­ро­на­ми  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , как по­ка­за­но на ри­сун­ке. Рас­сто­я­ние между лю­бы­ми двумя точ­ка­ми пря­мо­уголь­но­го па­рал­ле­ле­пи­пе­да не пре­вос­хо­дит его диа­го­на­ли. Длины диа­го­на­лей всех 12 ча­стей, на ко­то­рые раз­ре­зан куб, равны

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 18 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

По­сколь­ку 11 умно­жить на 25=275 мень­ше 288=16 умно­жить на 18, имеют место не­ра­вен­ства

 дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 18 конец дроби мень­ше дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 25 конец дроби и  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 11, зна­ме­на­тель: 18 конец дроби конец ар­гу­мен­та мень­ше дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но, при ука­зан­ном раз­ре­за­нии для каж­дой из ча­стей рас­сто­я­ние между лю­бы­ми двумя ее точ­ка­ми мень­ше  дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

б)  Пусть куб раз­ре­зан на 12 оди­на­ко­вых пря­мо­уголь­ных па­рал­ле­ле­пи­пе­дов, как это сде­ла­но в ре­ше­нии пунк­та а). От­ме­тим 18 вер­шин этих па­рал­ле­ле­пи­пе­дов так, чтобы ни­ка­кие две из них не яв­ля­лись кон­ца­ми од­но­го ребра ни од­но­го из этих па­рал­ле­ле­пи­пе­дов (см. ри­су­нок). Тогда рас­сто­я­ние между лю­бы­ми двумя от­ме­чен­ны­ми вер­ши­на­ми не мень­ше не­ко­то­рой диа­го­на­ли грани па­рал­ле­ле­пи­пе­да со сто­ро­на­ми  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ,  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби и  дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , а зна­чит, не мень­ше

 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 в квад­ра­те конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

По­сколь­ку

13 умно­жить на 49=637 боль­ше 576=16 умно­жить на 36,

имеют место не­ра­вен­ства

 дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби боль­ше дробь: чис­ли­тель: 16, зна­ме­на­тель: 49 конец дроби и  ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 13, зна­ме­на­тель: 36 конец дроби конец ар­гу­мен­та боль­ше дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Таким об­ра­зом, рас­сто­я­ние между лю­бы­ми двумя из от­ме­чен­ных вер­шин боль­ше  дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

Пред­по­ло­жим, что куб раз­ре­зан на части ка­ки­ми-ни­будь че­тырь­мя плос­ко­стя­ми. Не­труд­но ви­деть, что три плос­ко­сти могут раз­ре­зать куб не более чем на 8 ча­стей. При этом чет­вер­тая плос­кость может раз­ре­зать каж­дую из этих ча­стей не более чем на две новые части. Сле­до­ва­тель­но, че­ты­ре плос­ко­сти могут раз­ре­зать куб не более чем на 16 ча­стей. (На самом деле таких ча­стей может быть не более 15, пред­ла­га­ем за­ин­те­ре­со­ван­но­му чи­та­те­лю до­ка­зать это са­мо­сто­я­тель­но.) Зна­чит, какие-ни­будь две из от­ме­чен­ных ранее вер­шин обя­за­тель­но по­па­дут в одну из ча­стей. По­это­му при любом раз­ре­за­нии еди­нич­но­го куба че­тырь­мя плос­ко­стя­ми най­дет­ся такая часть и такие две ее точки, что рас­сто­я­ние между этими точ­ка­ми боль­ше  дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби .

 

Ответ: а) можно; б) нель­зя.