Тема . Дополнительные построения в стерео

Проецирование в стерео

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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#64564

Пять рёбер тетраэдра имеют длины 2,4,5,9  и 13.  Определите, может ли при этом длина шестого ребра:

a) равняться 11;

б) равняться 11,1.

Источники: ПВГ-2013, 11.5 (см. pvg.mk.ru)

Подсказки к задаче

Пункт а), подсказка 1

Первое на что хочется в такой задаче обратить внимание — это неравенства треугольника. С них и начнём: две грани имеют общее ребро длиной 2, но можем ли мы составить из имеющихся длин два треугольника, у которых будет сторона 2?

Пункт б), подсказка 1

Много ли у нас вариантов составить треугольники-грани со стороной 2? Выходит что существует всего два треугольника. Будем пробовать построить наш тетраэдр!

Пункт б), подсказка 2

Назовём тетраэдр SABC. Пусть ребро АС = 2. Мы однозначно можем определить и противоположное ему ребро SB. Также, пусть AB = 5, BC = 4. Поработайте с неравенством треугольника для каждой грани, чтобы определить однозначно длины оставшейся пары рёбер.

Пункт б), подсказка 3

На первый взгляд всё сходится, все треугольники-грани существуют, но удастся ли совместить их так, чтобы получился тетраэдр?

Пункт б), подсказка 4

Попробуем оценить длину SC! Для этого построим сначала высоты из вершин S и C в треугольниках △SAB и △CAB соответственно. Затем проведём плоскость перпендикулярную АВ — ребру противоположному SC. Теорема Пифагора поможет нам посчитать длины этих высоты SH и CK, а также определить положение точек Н и К на АВ

Пункт б), подсказка 5

Попробуйте оценить теперь, какую длину может иметь S'C' — проекция ребра SC на проведённую плоскость?) Используйте для этого то, что т.к. проведённые ранее высоты также перпендикулярны AB, их проекции на эту плоскость будут равны самим высотам.

Пункт б), подсказка 6

Итак, получается, что S'C' лежит между |SH - CK| и |SH + CK|. Теорема Пифагора и значение НК помогут нам окончательно, числами, ограничить SC. Вписывается ли известное значение 11.1 в эти ограничения?

Показать ответ и решение

(a) У нас есть 2 грани со стороной 2, но вместе с 2 треугольник может образовать только 4 и 5?!

(b) У нас есть 2 грани со стороной 2. Вместе с 2 треугольник может образовать только 4 и 5 или 11,1 и 13. Значит, противоположная сторона равна 9. Пусть нам дан тетраэдр SABC  и AC = 2  , AB =5  , BC = 4  . Тогда SB =9  и по неравенству треугольника для  CBS  сторона SC = 11.1  . Значит, последняя сторона SA= 13  .

PIC

По формуле Герона площадь ABC  равна

∘ 11-7--1-3-  1√---
  2-⋅2 ⋅2 ⋅2 = 4 231.

Тогда если CK  — высота в этом треугольнике, то      √---
CK = -21310-  . По теореме Пифагора     √ ---------
AK =  AC2− CK2 = 1.3  и      √ ---------
BK =   BC2− CK2 = 3.7  . Отсюда следует, что K  лежит на отрезке AB

Аналогично,         √--
SABS = 94 51  , высота SH  в этом треугольнике длиной   √--
190 51  , BH = 6,3  , AH = 11,3.  Значит, H  лежит на луче AB  за точкой B  . Отсюда HK = HB + BK =10.

Вспомним, что у нас есть такое неравенство на SC

∘---------------       ∘---------------
 (SH − CK )2+ HK2 ≤SC ≤ (SH +CK )2+ HK2

Оно выводится так: спроецируем всё на плоскость, перпендикулярную AB,  пусть S′ — проекция S  , C′ — проекция C  , H′ — проекция H  и K  . Так как SH  и CK  перпендикулярны AB  , то S′H ′ = SH  и CK = C′H′.  Значит, проекция SC  на эту плоскость длиной от |S′H ′− C′H′|= |SH − CK| до |S′H′+ C′H ′|= |SH + CK | , а проекция на прямую AB  это KH.  Значит,

∘(SH-− CK-)2+-HK2 ≤SC ≤ ∘(SH-+CK-)2+-HK2

Подставим числа и получится, что так как SH = -9√51> 6.42
     10  , а CK = -1√231< 1.6
     10  , то

         ∘ --------- ∘ ---------------
√123.2324-=  4.822+ 100<   (SH − CK )2+ HK2 ≤ SC =11.1 =√123.21-
Ответ:

а) нет

б) нет

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!