Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1087
i

ABCDA1B1C1D1  — пря­мая че­ты­рех­уголь­ная приз­ма, объем ко­то­рой равен 672. Ос­но­ва­ни­ем приз­мы яв­ля­ет­ся па­рал­ле­ло­грамм ABCD. Точки M и N при­над­ле­жат реб­рам A1D1 и С1D1, так что A1M : MD1 = 2 : 1, D1N : NC1 = 1 : 3. От­рез­ки A1N и B1M пе­ре­се­ка­ют­ся в точке K. Най­ди­те объем пи­ра­ми­ды SB1KNC1, если S при­над­ле­жит B_1D и B1S : SD = 3 : 1.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Вве­дем обо­зна­че­ния, как по­ка­за­но на пер­вом ри­сун­ке: AD  =  a, AB  =  b, AA1  =  c.

Рис. 1

Рис. 2

Со­глас­но усло­вию

A_1M= дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a, MD_1= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a,  D_1N= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b,  NC_1= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b,  B_1S= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби B_1D.

Объем пи­ра­ми­ды равен V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби S_оснh, где ос­но­ва­ние  — KNC1B1. Про­ве­дем вы­со­ту SE из точки S пи­ра­ми­ды SB1KNC1, как по­ка­за­но на вто­ром ри­сун­ке.

Про­ве­ден­ная вы­со­та па­рал­лель­на ребру DD1, по­сколь­ку приз­ма пря­мая. За­ме­тим, что тре­уголь­ни­ки SEB1 и DD1B1 по­доб­ны по двум углам, зна­чит,  дробь: чис­ли­тель: SE, зна­ме­на­тель: DD_1 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: B_1S, зна­ме­на­тель: B_1D конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби , по­это­му h= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби DD_1= дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби c.

Изоб­ра­зим те­перь ос­но­ва­ние пи­ра­ми­ды. Вы­чис­лим его пло­щадь как раз­ность пло­ща­ди па­рал­ле­ло­грам­ма и двух тре­уголь­ни­ков:

S_KNC_1B_1=S_A_1B_1C_1D_1 минус S_A_1B_1M минус S_ND_1A_1 плюс S_A_1KM.

Рис. 3

Най­дем пло­щадь тре­уголь­ни­ка S_A_1KM, для этого сде­ла­ем до­пол­ни­тель­ное по­стро­е­ние, про­ве­дя пря­мую па­рал­лель­ную B1M до пе­ре­се­че­ния с про­дол­же­ни­ем сто­ро­ны A1D1 (см. рис. 3). По­лу­чив­ший­ся тре­уголь­ник D1NF по­до­бен тре­уголь­ни­ку A1B1M по двум углам. По­это­му:

 дробь: чис­ли­тель: D_1F, зна­ме­на­тель: A_1M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: D_1N, зна­ме­на­тель: A_1B_1 конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: D_1F, зна­ме­на­тель: A_1M конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b, зна­ме­на­тель: b конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби  рав­но­силь­но D_1F= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби A_1M= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби a.

Рас­смот­рим тре­уголь­ник A1NF. Имеем: A_1F= дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби a, NL= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b синус альфа . Со­от­вет­ствен­но, пло­щадь тре­уголь­ни­ка A1NF равна

S_A_1NF= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b синус альфа = дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 48 конец дроби ab синус альфа .

Тре­уголь­ни­ки A1KM и A1NF по­доб­ны с ко­эф­фи­ци­ен­том по­до­бия:  дробь: чис­ли­тель: A_1M, зна­ме­на­тель: A_1F конец дроби = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 6 конец дроби a конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби . От­сю­да пло­щадь тре­уголь­ни­ка A1KM равна

S_A_1KM= левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 7 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 7, зна­ме­на­тель: 48 конец дроби ab синус альфа = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби ab синус альфа .

Тогда пло­щадь ос­но­ва­ния пи­ра­ми­ды SB1KNC1 равна:

S_осн=ab синус альфа минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 2, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби a умно­жить на b синус альфа минус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби b синус альфа плюс дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 21 конец дроби ab синус альфа = дробь: чис­ли­тель: 99, зна­ме­на­тель: 168 конец дроби ab синус альфа

Окон­ча­тель­но имеем:

V= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 99, зна­ме­на­тель: 168 конец дроби ab синус альфа умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби c= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 99, зна­ме­на­тель: 168 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 3, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби abc синус альфа = дробь: чис­ли­тель: 99, зна­ме­на­тель: 672 конец дроби V_приз=99.

Ответ: 99.


Аналоги к заданию № 1057: 1087 1117 Все

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по ма­те­ма­ти­ке, 2017
Сложность: V