ЗАДАЧИ
problems.ru
О проекте | Об авторах | Справочник
Каталог по темам | по источникам |
К задаче N

Проект МЦНМО
при участии
школы 57
Задача 86909
Темы:    [ Задачи на максимум и минимум ]
[ Линейные зависимости векторов ]
Сложность: 4
Классы: 8,9
В корзину
Прислать комментарий

Условие

Сторона основания ABCD правильной четырёхугольной пирамиды ABCDP равна a , а боковые рёбра равны 2a . Рассматриваются отрезки с концами на ребрах AD и PC , параллельные плоскости PAB . а) Один из этих отрезков проведён через точку M ребра AD такую, что AM:AD = 3:4 . Найдите его длину. б) Найдите наименьшую длину рассматриваемых отрезков.

Решение

а) Через точку M проведём плоскость, параллельную плоскости APB (рис.1). Пусть эта плоскость пересекает рёбра PD , PC и BC в точках K , L и N соответственно. По теореме о пересечении двух параллельных плоскостей третьей KM || AP , KL || CD и LN || PB . Отрезок ML лежит в плоскости, параллельной плоскости APB , поэтому ML параллелен плоскости APB , а его концы лежат на прямых AD и PC . Следовательно, ML – искомый отрезок. Из подобия треугольников DMK и DAP , PKL и PDC , CNL и CBP следует, что

KM = AP· = 2 = ,


KL = DC· = DC· = a· = ,


LN = BP· = BP· = 2 = .

Поскольку прямая MN параллельна плоскости CPD , а секущая плоскость проходит через MN и пересекает плоскость CPD по прямой KL , то MN || KL . В равнобедренной трапеции MKLN (рис.2) известны основания MN = a , KL = и боковые стороны MK = NL = . Найдем её диагональ ML . Пусть F – основание перпендикуляра, опущенного из точки L на MN . Тогда
NF = (MN - KL) = , MF = (MN + KL) = ,


LF2 = LN2 - NF2 = ()2 - ()2 = ,


ML2 = MF2 + LF2 = + = a2.

Следовательно, ML = a . б) Пусть теперь XY – произвольный отрезок с концами на рёбрах AD и CP (рис.3). Спроектируем его на плоскость APB параллельно прямой AD . При этом точка X ребра AD перейдёт в точку A , а точка Y ребра CP – в некоторую точку Z ребра BP . Поскольку XY параллельно плоскости APB , AZ = XY . Отрезок AZ будет наименьшим, когда Z – основание высоты равнобедренного треугольника APB , опущенной из вершины A (рис.4). В этом случае BP· AZ = AB· PE , где E – середина AB . Отсюда находим, что
AZ = = = .


Ответ

Ю) a ; А) .

Источники и прецеденты использования

web-сайт
Название Система задач по геометрии Р.К.Гордина
URL http://zadachi.mccme.ru
неизвестно
Номер 7085

© 2004-... МЦНМО (о копирайте)
Пишите нам

Проект осуществляется при поддержке Департамента образования г.Москвы и ФЦП "Кадры" .