Тема . Дополнительные построения в стерео
Тетраэдр в параллелепипеде
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#85489

В тетраэдре ABCD  скрещивающиеся рёбра попарно равны. Через середину отрезка AH
  A  , где H
  A  - точка пересечения высот грани BCD  , провели прямую hA  перпендикулярно плоскости BCD  . Аналогичным образом определили точки HB, HC  , HD  и построили прямые hB,hC,hD  соответственно для трёх других граней тетраэдра. Докажите, что прямые hA,hB,hC,hD  пересекаются в одной точке.

Источники: ММО - 2024, первый день, 11.5 (см. mmo.mccme.ru)

Показать доказательство

Проведём через пару скрещивающихся рёбер тетраэдра ABCD  две параллельные плоскости. Так же поступим для двух других пар скрещивающихся рёбер и получим параллелепипед. Диагонали его граней равны между собой, поэтому все грани — прямоугольники, и параллелепипед прямоугольный. Пусть O  — его центр, являющийся также центром описанной сферы тетраэдра ABCD.  Пусть также  ′  ′ ′  ′
A ,B ,C ,D — точки, симметричные A,B,C,D  соответственно относительно точки O.  Докажем, что все построенные прямые проходят через точку O.

PIC

Пусть M  — центр масс треугольника BCD  . Тогда

−−−′→   1−−′→  −−→′  −−→′
A M = 3(A B +A C +A D )

То есть точка M  лежит на диагонали    ′
AA и делит её в отношении 2:1  , считая от вершины A.  Аналогично центр масс N  треугольника  ′ ′ ′
B CD лежит на этой диагонали и делит её в отношении 1:2  , считая от вершины A.  Точка O  — середина отрезка  NM,  поэтому AO :OM = 3:1.

PIC

Рассмотрим проекцию на плоскость BCD :  A ′′ — проекция точки A  , OA  — проекция центра O.  Точка O  совпадает с центром описанной сферы тетраэдра ABCD,  поэтому OA  — центр описанной окружности треугольника BCD.

Тогда прямая AA ′ проецируется в прямую Эйлера OAM  треугольника BCD.  Пусть OAM  = x.  Тогда OAA ′′= 3x  (O  делит отрезок AM  в отношении 3:1  , это отношение сохраняется при проецировании). Кроме того, OA,M, HA  лежат на одной прямой и OAM  :MHA = 1:2  (прямая Эйлера), отсюда MHA  =2x.  Следовательно, OAA ′′ = OAHA  , а прямая OOA  , перпендикулярная плоскости BCD  , делит отрезок AHA  пополам, а значит, совпадает с прямой hA  . Итак, все построенные прямые проходят через точку O  .

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 обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

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

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или 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!