Тема . Счёт отрезков в стерео

Теорема косинусов, теорема Пифагора, использование теоремы о трёх перпендикулярах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела счёт отрезков в стерео
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76648

Точка M  лежит на ребре AB  куба ABCDA  B C D .
      1 1 1 1  В квадрат ABCD  вписан прямоугольник MNLK  так, что одной из его вершин является точка M,  а три другие расположены на различных сторонах квадрата основания. Прямоугольник M1N1L1K1  является ортогональной проекцией прямоугольника MNLK  на плоскость верхнего основания A1B1C1D1.  Диагонали четырехугольника MK1L1N  перпендикулярны. Найти отношение AM  :MB.

Источники: Росатом-2022, московский вариант, 11.6 (см. olymp.mephi.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте ещё рассмотрим четырёхугольник MK₁L₁N. Что мы можем сказать о параллельности его сторон, углах; в целом, какого рода этот четырёхугольник?

Подсказка 2

Так как его стороны MN и L₁K₁ равны и параллельны, то MK₁L₁N — параллелограмм. Также рассмотрим его углы, воспользовавшись теоремой о трёх перпендикулярах. И о чём в таком случае говорит перпендикулярность диагоналей?..

Подсказка 3

Правильно, MK₁L₁N — квадрат. Обозначим сторону куба за а. Тогда можно выразить из AB отрезки AM и MB (пусть один из отрезков равен λa, где λ - некоторая неизвестная). Теперь, чтобы найти отношение АМ:МВ, нам достаточно просто найти λ.

Подсказка 4

MK₁ и MN равны как стороны квадрата MK₁L₁N и к тому же легко выражаются через длины АМ и МВ с помощью нескольких теорем Пифагора. Осталось только верно выразить эти стороны через λ и а и приравнять, сократив а. И не забудьте, что главный вопрос задачи — найти отношение, а не λ!

Показать ответ и решение

 K L ||KL ||MN
  1 1  и K L = KL = MN
 1 1  , поэтому четырехугольник MK  L N
   1 1  — параллелограмм. По теореме о трёх перпендикулярах угол ∠K1MK  прямой, поэтому MK1L1N  — прямоугольник. Его диагонали по условию перпендикулярны, поэтому MK1L1N  — квадрат.

Пусть a  — ребро куба, AM  = λa  с неизвестным λ ∈(0;1).

PIC

Тогда MK  = λa√2,MN = (1 − λ)a√2  и по теореме Пифагора

K1M2 = MK2 + KK21 = 2λ2a2+ a2 = a2(2λ2+ 1)

Стороны MK1  и MN  равны, поэтому

2(1− λ)2a2 = a2(2λ2+1)

2λ2− 4λ+2 =2λ2+ 1

    1
λ = 4

В итоге

     a       3a
AM = 4,MB  = 4 ,

так что AM :MB = 1:3.

Ответ: 1 : 3

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!