Вправильной треугольной пирамиде sabc c основанием abc на медиане се взята точка к так, что ск: ке =8: 1. через точку к проведена плоскость, перпендикулярная прямой се и пересекает боковые ребра sа и sb в точках м и n соответственно. докажите, что mn : ab = 2: 3.
Из условия задачи видно, что заданная плоскость вертикальна и параллельна стороне основания АВ. Тогда отрезок MN параллелен АВ. Рассмотрим осевое сечение пирамиды ESC. Точка О - основание высоты пирамиды. ЕО - часть высоты основания и равно (1/3) её части. Если вся высота равна 9 частей (по условию задачи), то ЕК равно 1 части и равно 1/3 части от ЕО. Заданная плоскость пересекает апофему SE грани АSВ в точке Е₁. Подобные треугольники ЕЕ₁К и ESO имеют коэффициент подобия 1/3. Тогда SЕ₁ равно 2/3 от SE и это есть коэффициент подобия треугольников SMN и SAВ. Поэтому сходственные стороны MN и АВ относятся как 2/3.
Поделив обе части уравнения на , получим Данное дифференциальное уравнение является однородным, введем замену: Тогда по правилу дифференцирования произведения . Подставляя замену в уравнение, получим: Проинтегрируем обе части уравнения, получим Вернувшись к замене, получим Нашли это общий интеграл, но можем выразить в явный вид:
Функция имеет смысл, когда подкоренное выражение принимает неотрицательные значения, т.е. Решим эти неравенства отдельно: 1) Для удобства умножим обе части неравенства на (-1), получим: Решим вс уравнение . Согласно теореме Виета:
Решением неравенства является промежуток
2) Представим левую часть неравенства в виде: Последнее неравенство равносильно совокупности неравенств:
Общее решение системы неравенств: . Количество точек: 3.
Тогда отрезок MN параллелен АВ.
Рассмотрим осевое сечение пирамиды ESC.
Точка О - основание высоты пирамиды.
ЕО - часть высоты основания и равно (1/3) её части.
Если вся высота равна 9 частей (по условию задачи), то ЕК равно 1 части и равно 1/3 части от ЕО.
Заданная плоскость пересекает апофему SE грани АSВ в точке Е₁.
Подобные треугольники ЕЕ₁К и ESO имеют коэффициент подобия 1/3.
Тогда SЕ₁ равно 2/3 от SE и это есть коэффициент подобия треугольников SMN и SAВ.
Поэтому сходственные стороны MN и АВ относятся как 2/3.