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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#80773

Дана правильная шестиугольная пирамида SABCDEF  (S  — вершина) со стороной основания 2  и боковым ребром 4.  Точка X  лежит на прямой SF,  точка Y  — на прямой AD,  причём отрезок XY  параллелен плоскости SAB  (или лежит в ней). Найдите наименьшую возможную длину отрезка XY.

Источники: Физтех - 2024, 11.7 (см. olymp-online.mipt.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте сначала поймем, где находится отрезок XY. Так как XY параллелен плоскости SAB, попробуем провести через X прямую, параллельную плоскости SAB, такая прямая будет параллельна SA. Пусть эта прямая пересекает AF в точке T.

Подсказка 2

Нас просят найти наименьшее значение. Нужно ввести неизвестную и искать XY через неё. Если принять AT за а, то XT, YT и угол XTY легко посчитать.

Подсказка 3

XT можно найти через подобие, TY из равностороннего треугольника, угол XTK можно найти через подобие тоже.

Подсказка 4

Не забудьте, что T может не попасть на отрезок AF, а может быть больше AF. Нужно рассмотреть 2 случая, чтобы TF не был отрицательным. Также угол XTK выражается по-разному.

Подсказка 5

По теореме косинусов можно выразить XY через а. Осталось только найти наименьшее значение полученного выражения!

Показать ответ и решение

За (ABC )  будем обозначать плоскость, проходящую через точки A  , B  и C.

Возьмем на прямой SC  такую точку Z  , что SZ =SX  . Тогда

XZ ∥FC ∥AB ∥(ABS )

На прямой AF  же возьмём точку T  такую, что XT ∥AS ∥(ABS)  . Получается, что плоскость (XZT )∥ (ABS )  Тогда XY  лежит в плоскости (XZT )  . (XZT )  пересекает плоскость основания по прямой TK  (K ∈ BC  ), параллельной AB.

PIC

Пусть AT = a  . Тогда TF = |2− a| , TX = 2TF =2|2− a| . Треугольник ATY  будет правильным (есть 2 угла по 60∘ ), т.е. TY = AT =a  .

       (
       { ∠SAB =arccos14, a <2
∠XT Y = ( 180∘− ∠SAB = 180∘− arccos1, a> 2,
                               4

т.к. это 2 угла с параллельными сторонами.

Рассматриваем треугольник XT Y  . XY 2 = XT2 +YT 2− 2XT ⋅TY ⋅cos(∠XT Y)  . Подставляем найденные значения.

4(2− a)2+a2− a|2− a|= XY2

Минимум выражения слева достигается при a =− −21⋅68= 1,5  и равно XY2 =2,5  . Тогда min(XY )= √2,5-

Ответ:

 ∘ 5
  2

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!