Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 13 № 1958
i

До­ка­жи­те, что се­че­ние мно­го­гран­ни­ка, про­хо­дя­щее через точки M, N и P  — тра­пе­ция, и най­ди­те пло­щадь этого се­че­ния. Счи­тай­те, что мно­го­гран­ник пра­виль­ный, длины всех рёбер равны 1, точки M, N и P  — вер­ши­ны или се­ре­ди­ны рёбер.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Точки P и M лежат в одной плос­ко­сти, сле­до­ва­тель­но, через них можем про­ве­сти пря­мую. След этой пря­мой  — от­ре­зок PM. Этот след ви­ди­мый, тогда со­еди­ня­ем точки P и M сплош­ной ли­ни­ей. Точки N и M лежат в одной плос­ко­сти, сле­до­ва­тель­но, через них можем про­ве­сти пря­мую. След этой пря­мой  — от­ре­зок NM. Этот след ви­ди­мый, тогда со­еди­ня­ем точки N и M сплош­ной ли­ни­ей. Про­длим пря­мую MN и ребро до их пе­ре­се­че­ния. Со­еди­ним это точку и точку P. Эта пря­мая пе­ре­се­чет ребро в точке Q. Че­ты­рех­уголь­ник MPNQ  — ис­ко­мое се­че­ние.

Точка N  — се­ре­ди­на сто­ро­ны, по­то­му что по по­стро­е­нию пря­мые NQ и MP па­рал­лель­ны, то есть точка Q  — се­ре­ди­на сто­ро­ны. Сле­до­ва­тель­но, пря­мые NQ и MP па­рал­лель­ны. От­рез­ки MN и PQ равны, по­то­му что яв­ля­ют­ся ги­по­те­ну­за­ми рав­ных пря­мо­уголь­ных тре­уголь­ни­ков, один из ка­те­тов ко­то­рых равен ребру приз­мы, а дру­гой  — по­ло­ви­не этого ребра. Таким об­ра­зом, че­ты­рех­уголь­ник MNQP  — рав­но­бо­кая тра­пе­ция.

От­ре­зок QN яв­ля­ет­ся сред­ней ли­ни­ей тре­уголь­ни­ка ABC по по­стро­е­нию, тогда  QN = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Вы­со­та рав­но­бо­кой тра­пе­ции, про­ве­ден­ная к боль­ше­му ос­но­ва­нию, делит его на два от­рез­ка: мень­ший равен по­лу­раз­но­сти длин ос­но­ва­ний, а боль­ший  — по­лу­сум­ме длин ос­но­ва­ний. Сле­до­ва­тель­но,  MH = дробь: чис­ли­тель: 1 минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби . По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра для тре­уголь­ни­ков AMN и MNH со­от­вет­ствен­но по­лу­ча­ем:

 MN = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: AM в квад­ра­те плюс AN в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби ,

 NH = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: MN в квад­ра­те минус MH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 5, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 19, зна­ме­на­тель: 16 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Таким об­ра­зом,

 S_MNQP = дробь: чис­ли­тель: MP плюс QN, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на NH = дробь: чис­ли­тель: 1 плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 19 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 16 конец дроби .


Аналоги к заданию № 1958: 1959 Все