Тема ПитерГор (Санкт-Петербургская олимпиада)
Стереометрия на Питергоре
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела питергор (санкт-петербургская олимпиада)
Решаем задачи

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#71956

В пирамиде SA A ...A
  1 2   n  все боковые рёбра равны. Точка X
 1  — середина дуги A A
 1 2  описанной окружности треугольника SA A ,
   1 2  точка X2  — середина дуги A2A3  описанной окружности треугольника SA2A3  и т. д., точка Xn  — середина дуги AnA1  описанной окружности треугольника SAnA1.  Докажите, что описанные окружности треугольников X1A2X2,X2A3X3,...,XnA1X1  пересекаются в одной точке.

PIC

Источники: СпбОШ - 2021, задача 11.3(см. www.pdmi.ras.ru)

Показать доказательство

Заметим, что точки A ,A ,...,A
  1 2     n  лежат и на сфере с центром в точке S,  и в одной плоскости. Следовательно, они лежат на окружности ω,  являющейся пересечением сферы с плоскостью. Пусть O  — центр этой окружности. Тогда SO  перпендикулярно плоскости основания и любая точка на прямой SO  равноудалена от всех точек окружности ω.  Поэтому на SO  найдётся и такая точка P,  для которой P S = PA1.  Тогда на сфере σ  с центром в точке P  и радиусом PS  лежат все вершины пирамиды, а также все окружности SAkAk+1.

PIC

Следовательно, на этой сфере лежат все точки Ak  и Xk.  Пусть N  — точка на сфере σ,  диаметрально противоположная точке S.  Покажем, что описанные окружности треугольников Xk− 1AkXk  проходят через точку N.  Поскольку точки N, Xk−1,Xk  и Ak  лежат на сфере, достаточно проверить, что они лежат на сфере, достаточно в одной плоскости. Эта плоскость перпендикулярна прямой SAk  и проходит через точку Ak.  В самом деле, ∠SAkN = 90∘,  поскольку они опирается на диаметр SN  сферы σ,∠SAkXk =90∘ и ∠SAkXk −1 = 90∘,  поскольку они опираются на диаметры SXk  и SXk −1  описанных окружностей треугольников SAkXk  и SAkXk −1.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 2#71302

В тетраэдре PABC  проведена высота PH.  Из точки H  на прямые P A,PB  и PC  опущены перпендикуляры HA ′,HB ′ и HC′.  Плоскости ABC  и   ′′ ′
A B C пересекаются по прямой ℓ.  Точка O  — центр окружности, описанной около треугольника ABC.  Докажите, что прямые OH  и ℓ  перпендикулярны.

PIC

Источники: СпбОШ - 2017, задача 11.5(см. www.pdmi.ras.ru)

Показать доказательство

Заметим, что PA⋅P A′ =P H2 = PB ⋅PB′,  так что точки A,B,A′,B′ лежат на одной окружности. Пусть T  — точка пересечения прямых AB  и  ′ ′
A B.  Имеем

           ′   ′    2
TA ⋅TB =TA  ⋅TB  =T H

последнее равенство выполнено в силу того, что прямая TH  — касательная к сфере с диаметром P H,  а T B′A ′ — секущая.

PIC

Таким образом, точка T  лежит на радикальной оси окружности, описанной около треугольника ABC,  и точки H  (это частный случай, когда одна из окружностей точка). На ней же лежат точки BC ∩ B′C ′,AC ∩A′C′.  Значит, прямая ℓ= ABC ∩A′B′C′ и есть эта радикальная ось. Она перпендикулярна линии центров OH.

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 3#70506

В тетраэдре середины всех ребер лежат на одной сфере. Докажите, что его высоты пересекаются в одной точке.

Источники: СпбОШ - 2016, задача 11.3(см. www.pdmi.ras.ru)

Показать доказательство

Пусть дан тетраэдр ABCD,  а P,Q,R,S  — середины ребер BD, AD,AC  и BC  соответственно. Тогда прямые RS  и PQ  параллельны AB  как средние линии треугольников ABC  и ABD,  а прямые P S  и QR  параллельны DC  как средние линии треугольников BDC  и ADC.  Отсюда немедленно следует, что P QRS  — параллелограмм. Но все его вершины лежат на сфере, поэтому он вписанный, т. е. P QRS  — прямоугольник. В силу параллельности сторонам прямоугольника прямые AB  и CD  перпендикулярны. Аналогично BD ⊥ AC  и BC ⊥AD.

PIC

Докажем, что перпендикулярность противоположных сторон тетраэдра является достаточным условием того, что высоты тетраэдра пересекаются в одной точке. Построим плоскость, проходящую через ребро DC  перпендикулярно AB.  Высоты тетраэдра, опущенные из точек D  и C,  лежат в этой плоскости, и значит, пересекаются. Обозначим точку их пересечения через H.  Высоты из вершин A  и  B  также должны пересекать высоты из вершин D  и C,  но так как они не лежат в плоскости DHC,  пересекать их они могут только в точке H.

Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!