Тема . КФУ (олимпиада Казанского Федерального Университета)

Стереометрия на КФУ

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела кфу (олимпиада казанского федерального университета)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#103997

Через каждую из сторон равностороннего треугольника ABC  со стороной 12 проведена плоскость, образующая угол 30∘ с плоскостью этого треугольника. Эти три плоскости пересекаются в точке D  . Чему может быть равно расстояние от D  до плоскости треугольника?

Источники: КФУ - 2025, 11.4 (см. malun.kpfu.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Интересно, где вообще может находиться точка D, в которой все три плоскости пересекаются? Если подумать о симметрии, куда она явно просится?

Подсказка 2

Окей, представим, что D висит прямо над центром треугольника. Теперь подумаем: если опустить из D перпендикуляр на плоскость АВС, получим точку О. А если из О и D провести перпендикуляры к стороне АВ, какой угол там получится? И как это связано с нашими 30°?

Подсказка 3

Хорошо, ОМ — это расстояние от центра до стороны. В равностороннем треугольнике оно легко считается. Но тут есть нюанс: а если О — это не центр вписанной окружности, а центр вневписанной? Как тогда изменится ОМ, и что это даст для h? Попробуйте рассмотреть оба варианта!

Показать ответ и решение

Опустим из точки D  перпендикуляр на плоскость ABC,  назовем полученную точку O.  Проведем из точек D  и O  перпендикуляры к AB,  по теореме о трех перпендикулярах получим одну и ту же точку M.

Обозначим длину искомого отрезка DO  за h.  Тогда катет OM  полученного прямоугольного треугольника DOM  с углом          ∘
∠DMO  = 30 равен √-
 3h.

В силу симметрии треугольника ABC  точка O  равноудалена от прямых AB,  BC  и AC  на расстояние √ -
  3h,  значит, O  либо центр вписанной окружности, либо центр одной из вневписанных окружностей треугольника ABC.

Найдем расстояние между стороной AB  и центром вписанной окружности O :

PIC

Так как ABC  — равносторонний, то высота OM  является медианой, значит, MB  = 6.  Следовательно, OM  = 6⋅tg30∘ = 2√3,  тогда √3h = 2√3,  откуда h =2.

Рассмотрим случай, когда точка O  оказалась центром вневписанной окружности:

PIC

Тогда получим равносторонний треугольник ABO  со стороной AB = 12.  Найдем длину высоты                √ -
OM = 12⋅cos60∘ = 6 3,  значит, √ -   √ -
  3h = 6 3,  откуда h =6.

Ответ: 2 или 6

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!