сайты - меню - вход - но­во­сти


Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

Дана тре­уголь­ная пи­ра­ми­да SABC, ме­ди­а­ны AA1, BB1 и CC1 тре­уголь­ни­ка ABC пе­ре­се­ка­ют­ся в точке M. Сфера \Omega ка­са­ет­ся ребра AS в точке L и ка­са­ет­ся плос­ко­сти ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды в точке K, ле­жа­щей на от­рез­ке AM. Сфера \Omega пе­ре­се­ка­ет от­ре­зок SM в точ­ках P и Q. Из­вест­но, что SP=MQ, пло­щадь тре­уголь­ни­ка ABC равна 90, S A=B C=12.

а)  Най­ди­те про­из­ве­де­ние длин ме­ди­ан AA1, BB1 и CC1.

б)  Най­ди­те дву­гран­ный угол при ребре BC пи­ра­ми­ды, если до­пол­ни­тель­но из­вест­но, что \Omega ка­са­ет­ся грани BCS в точке N, S N=4, а ра­ди­ус сферы \Omega равен 5.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

а)  По­сколь­ку SL  — ка­са­тель­ная к сфере \Omega, а SP и SQ— се­ку­щие к ней, то по тео­ре­ме о ка­са­тель­ной и се­ку­щей S L в квад­ра­те =S P умно­жить на S Q. Ана­ло­гич­но, M K в квад­ра­те =M P умно­жить на M Q, а по­сколь­ку MQ=SP, то S P умно­жить на S Q=M P умно­жить на M Q. В итоге по­лу­ча­ем

S L в квад­ра­те =S P умно­жить на S Q=M P умно­жить на M Q=M K в квад­ра­те ,

то есть SL=MK. Так как AL=AK как ка­са­тель­ные к сфере \Omega, про­ведённые из точки A, то

A M=A K плюс M K=A L плюс S L=S A=12,

а по­сколь­ку ме­ди­а­ны тре­уголь­ни­ка точ­кой пе­ре­се­че­ния де­лят­ся в от­но­ше­нии 2 : 1 счи­тая от вер­ши­ны, то A A_1= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби A M=18.

Кроме того, A_1 M= дробь: чис­ли­тель: A M, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =6. При этом A_1 B=A_1 C= дробь: чис­ли­тель: B C, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =6, то есть A_1 M=A_1 B=A_1 C. От­сю­да тре­уголь­ник BMC пря­мо­уголь­ный и \angle B M C=90 в сте­пе­ни левая круг­лая скоб­ка \circ пра­вая круг­лая скоб­ка . Далее имеем

 S_B M C= дробь: чис­ли­тель: S_A B C, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на B M умно­жить на C M= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 B B_1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2 C C_1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби \Rightarrow B B_1 умно­жить на C C_1= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби S_A B C=135,

от­ку­да A A_1 умно­жить на B B_1 умно­жить на C C_1=18 умно­жить на 135=2430.

б)  Пусть G и H  — про­ек­ции точек M и K на пря­мую BC со­от­вет­ствен­но. За­ме­тим, что N H \perp BC, по­то­му что N и K  — точки ка­са­ния сферы \Omega со сто­ро­на­ми дву­гран­но­го угла пи­ра­ми­ды при ребре BC. По­это­му ис­ко­мый угол равен \angle N H K=2 \angle O H K, где O - центр сферы \Omega. Далее имеем

S_B M C= дробь: чис­ли­тель: S_A B C, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на B C умно­жить на M G,

от­ку­да M G= дробь: чис­ли­тель: 2 S_A B C, зна­ме­на­тель: 3 B C конец дроби =5. Так как S L=S N=4 как ка­са­тель­ные к \Omega, то A K=AL=SA минус SL=8, от­ку­да по­лу­ча­ем A_1K=AA_1 минус AK=10. Из по­до­бия тре­уголь­ни­ков A1MG и A1KH имеем

KH=MG умно­жить на дробь: чис­ли­тель: A_1 K, зна­ме­на­тель: A_1 M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 25, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби .

Окон­ча­тель­но,  тан­генс \angle O H K= дробь: чис­ли­тель: O K, зна­ме­на­тель: K H конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби и \angle N H K=2\angle O H K=2 арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

 

Ответ: а) 2430; б) 2 арк­тан­генс дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби = арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 8, зна­ме­на­тель: 17 конец дроби .

Спрятать критерии
Критерии проверки:

Най­де­на длина ме­ди­а­ны AA11 балл
Най­де­но про­из­ве­де­ние длин двух дру­гих ме­ди­ан2 балла
Решен пункт б)3 балла