Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 13 № 1962
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 N и P лежат в одной плос­ко­сти, сле­до­ва­тель­но, через них можем про­ве­сти пря­мую. След этой пря­мой  — не­ви­ди­мый от­ре­зок NP. Ана­ло­гич­но по­лу­ча­ем не­ви­ди­мый от­ре­зок MP. Так как плос­ко­сти ос­но­ва­ния куба па­рал­лель­ны, то па­рал­лель­но пе­ре­не­сем пря­мую MP, по­лу­чим ви­ди­мый от­ре­зок QN. Точки M и Q лежат в одной плос­ко­сти, сле­до­ва­тель­но, через них можем про­ве­сти пря­мую. След этой пря­мой  — не­ви­ди­мый от­ре­зок MQ. По­лу­чим MQNP  — ис­ко­мое се­че­ние.

Из усло­вия N  — се­ре­ди­на сто­ро­ны. По по­стро­е­нию MP па­рал­лель­на QN. От­ку­да по­лу­ча­ем, что Q  — се­ре­ди­на AB. Тогда MQNP  — тра­пе­ция.

Куб пра­виль­ный, все ребра ко­то­ро­го равны по усло­вию, точка Q се­ре­ди­на сто­ро­ны по по­стро­е­нию, тогда MQ=NP, сле­до­ва­тель­но, тра­пе­ция рав­но­бед­рен­ная, ее пло­щадь равна по­лу­сум­ме ос­но­ва­ний на вы­со­ту. В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке QBN по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра, зная, что QB=BN= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , по­лу­ча­ем QN= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . От­ре­зок MP яв­ля­ет­ся диа­го­на­лью квад­ра­та, по тео­рем Пи­фа­го­ра MP= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та . Пусть QH, NF  — вы­со­ты тра­пе­ции. Рас­смот­рим пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник MAQ, где \angle MAQ=90 гра­ду­сов(так как куб), MA=1, AQ= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра най­дем MQ:

MQ в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс 1 в квад­ра­те рав­но­силь­но MQ= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

Так как тра­пе­ция рав­но­бед­рен­ная, тре­уголь­ни­ки MQH и PNF равны, тогда MH=FP, а HF=QN= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . Сле­до­ва­тель­но:

MH=FP= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та минус дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Рас­смот­рим пря­мо­уголь­ный тре­уголь­ник MQH, в ко­то­ром MH= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , MQ= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра най­дем QH:

 левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те =QH в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те рав­но­силь­но QH= дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Най­дем пло­щадь тра­пе­ции:

S_MQNP= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби плюс ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .

Ответ:  дробь: чис­ли­тель: 9, зна­ме­на­тель: 8 конец дроби .


Аналоги к заданию № 1962: 1693 1963 Все