Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

В пра­виль­ной тре­уголь­ной пи­ра­ми­де DABC все ребра равны 6 см, точки K и P  — се­ре­ди­ны ребер AC и DB со­от­вет­ствен­но. Через от­рез­ки DK и CP про­ве­де­ны па­рал­лель­ные между собой плос­ко­сти. Най­ди­те объем тела, огра­ни­чен­но­го двумя дан­ны­ми плос­ко­стя­ми се­че­ний.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть O  — се­ре­ди­на от­рез­ка BK. Тогда PO  — сред­няя линия тре­уголь­ни­ка BDK, по­это­му PO па­рал­лель­на DK и, сле­до­ва­тель­но, DK па­рал­лель­на плос­ко­сти PCO, по­это­му PCO  — одна из рас­смат­ри­ва­е­мых плос­ко­стей. Пусть пря­мая CO пе­ре­се­ка­ет сто­ро­ну AB в точке T, тогда PCT  — се­че­ние пи­ра­ми­ды дан­ной плос­ко­стью. По тео­ре­ме Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка ABK и пря­мой TOC по­лу­ча­ем:

 дробь: чис­ли­тель: AT, зна­ме­на­тель: TB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BO, зна­ме­на­тель: OK конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: KC, зна­ме­на­тель: CA конец дроби =1 рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: AT, зна­ме­на­тель: TB конец дроби умно­жить на 1 умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =1 рав­но­силь­но AT=2TB рав­но­силь­но TB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AB.

Пусть Z  — се­ре­ди­на AT, тогда BZ = 2BT и BD = 2BP, тогда по тео­ре­ме Фа­ле­са пря­мые PT и DZ па­рал­лель­ны. Кроме того PO па­рал­лель­на DK, сле­до­ва­тель­но, плос­кость KDZ па­рал­лель­на плос­ко­сти CPT и KDZ  — вто­рая ин­те­ре­су­ю­щая нас плос­кость.

Вы­чис­лим объ­е­мы ча­стей:

V_DAKZ= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка D, AKZ пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_AKZ= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка D, AKZ пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AZ, зна­ме­на­тель: AB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AK, зна­ме­на­тель: AC конец дроби умно­жить на S_ABC=
= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка D, ABC пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_ABC умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби =V_ABCD умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби V_ABCD,

V_PCTB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка P, CTB пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_CTB= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка P, ABC пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на дробь: чис­ли­тель: BT, зна­ме­на­тель: AB конец дроби умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби d левая круг­лая скоб­ка D, ABC пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на S_ABC умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби =V_ABCD умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби V_ABCD.

Зна­чит, объем остав­шей­ся между плос­ко­стя­ми части равен:

V_ABCD минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби V_ABCD минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби V_ABCD= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби V_ABCD.

Оста­лось найти объем пра­виль­ной пи­ра­ми­ды, все ребра ко­то­рой равны.

Пусть ребро пи­ра­ми­ды равно a. Тогда:

BK=BA ко­си­нус 30 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a.

Пусть, далее, H  — ос­но­ва­ние вы­со­ты пи­ра­ми­ды. Тогда:

BH= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби BK= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a.

По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра:

DH= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: DB в квад­ра­те минус BH в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: a в квад­ра­те минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та =a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та .

По­лу­ча­ем:

V_ABCD= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби DH умно­жить на S_ABC= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби AC умно­жить на BK= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a= дробь: чис­ли­тель: a в кубе , зна­ме­на­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби .

В нашем слу­чае a=6, по­это­му:

 дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 6 в кубе , зна­ме­на­тель: 6 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та конец дроби =12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .

Ответ: 12 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та .


Аналоги к заданию № 1287: 1297 Все

Классификатор алгебры: 3.2. Пра­виль­ная тре­уголь­ная пи­ра­ми­да, 4.2. Объем мно­го­гран­ни­ка
Методы алгебры: Тео­ре­ма Ме­не­лая для тре­уголь­ни­ка, Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра, Тео­ре­ма Фа­ле­са