Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Bitner_V_A_-_Kratky_kurs_shkolnoy_matematiki

.pdf
Скачиваний:
83
Добавлен:
12.03.2015
Размер:
6.54 Mб
Скачать

Краткий курс школьной математики

331

 

 

Задача 24. Около окружности с диаметром 15 см описана равнобедренная трапеция с боковой стороной, равной 17 см. Найти основания трапеции.

Задача 25. Основание равнобедренного треугольника равно 4 2

см., а

медиана боковой стороны 5 см. Найти длины боковых сторон.

 

Ответы:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 1. 18 см.

Задача 2. Пересекает сторону CD ; 9 см. и 5 см.

Задача 4. 4,76

см2 . Задача 5. 4

8

 

см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

13

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 6. 7

1

 

см.

Задача 7. 900 см2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 8. На сторонах BC и CD квадрата

ABCD нужно взять точки

M и N так,

чтобы BM =

2

BC, DN =

2

DC и провести прямые

AM и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

AN .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 9. 18

см2 .

Задача 11.

 

ab

 

 

ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

 

 

 

 

Задача 12. 5 см.

Задача 15.

 

36051′ .

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 16.

a .

Задача 17. 162

 

 

3 см2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 18. 5, 6π дм3 ≈ 17, 6 дм3 .

 

Задача 19. r 2 (π − 2) кв.ед.

 

Задача 20.

4 − π

a2

кв.ед.

 

 

Задача 21.

≈ 15,1 см.

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 22. 10,625 см.

 

 

Задача 23.

 

4ab

ед.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a + b

 

Задача 24. 9 и 25 см.

 

 

Задача 25. 6 см.

 

332

В.А.Битнер

 

 

Тема II. Основные определения и теоремы стереометрии.

(1)Основные аксиомы стереометрии и следствия из них.

a 1 e 2 точки прямой принадлежат плоскости, то и вся прямая лежит в плоскости. – см. рис.1.

То есть e A, B a и A, B α , то a α .

рис.1

a 2 Через 3 точки, не лежащие на одной прямой, можно провести плоскость и притом только одну. – см. рис.2.

То есть e A, B, C α , то α - единст-

венная. Пишут: ( ABC ) или α .

рис.2

s 1 Через прямую и точку вне ее можно провести единственную плоскость. – см. рис.3.

s 2 Через 2 пересекающиеся прямые можно провести единственную плоскость. – см. рис.4.

s 3 Через 2 параллельные прямые можно провести единственную плоскость. – см. рис.5.

Краткий курс школьной математики

333

 

 

рис.3

рис.4

рис.5

a 3 e 2 плоскости имеют общую точку, то они пересекаются по прямой, проходящей через эту точку. – см. рис.6.

То есть e A α и A β , то α β = a , где

A a .

рис.6

(2)Скрещивающиеся прямые. Признак скрещивающихся прямых.

o 1 Прямые, которые не параллельны и не пересекаются, называются скрещивающимися.

i

Обозначается: a b .

t 1 e одна прямая лежит в плоскости, а другая пересекает эту (признак) плоскость в точке, не принадлежащей первой прямой, то

эти 2 прямые скрещивающиеся. – см. рис.7.

i

То есть e a α , b α = A, A a , то a b .

(3)Признак параллельности прямой и плоскости.

t 2 e прямая параллельна прямой, лежащей в плоскости, то она параллельна этой плоскости. – см. рис.8.

334

В.А.Битнер

 

 

рис.7

рис.8

То есть e a α и b || a , то b || α .

 

(4)Признак параллельности двух плоскостей.

t 3 e 2 пересекающиеся прямые одной плоскости параллельны (признак) 2 пересекающимся прямым другой плоскости, то эти две

плоскости параллельны. – см. рис.9.

То есть e a1 b1 , где a1 , b1 β , и a1 || a , b1 || b , где a, b α , то β || α .

рис.9

(5)Свойства параллельных плоскостей.

t 4 Линии пересечения двух параллельных плоскостей третьей плоскостью параллельны. – см. рис.10.

То есть eα || β и γ α = a,γ β = b , то a || b .

t 5 Отрезки параллельных прямых между параллельными плоскостями равны. – см. рис.10.

Краткий курс школьной математики

335

 

 

То есть eα || β и AB || A B , то

1

1

[ AB] = [ A1 B1 ] .

рис.10

t 6 e 2 плоскости параллельны третьей, то они параллельны между собой.

t 7 Через данную точку проходит одна и только одна плоскость, параллельная данной плоскости.

(6)Параллельная проекция и ее свойства.

n даны плоскость α и прямая l ,

e A α

и l1 || l , где A l1 ,

то

l α = A . В этом случае тч.

A

1

1

1

называется параллельной проекцией тч. A на плоскость α относительно прямой l . – см.

рис.11.

Пишут: A1 = Прα ( A) .

рис.11

Свойства.

10. Проекция прямой есть прямая.

20. Проекции параллельных прямых параллельны.

30. Длины проекций параллельных отрезков пропорциональны длинам данных отрезков. – см. рис.12.

336 В.А.Битнер

То

есть

 

e[ A1 B1 ] = Прα ([ AB])

и

[C1 D1 ] = Прα ([CD]) ,

то

AB : CD = A B : C D .

 

 

1

1

1

1

 

Примечание:

 

e прямая проектирования

l α

- плоскости проектирования,

то

параллельное проектирование называется ортогональным проектированием.

рис.12

(7)Изображение фигур в стереометрии.

В стереометрии изображением фигуры (оригинала) называют любую фигуру, подобную параллельной проекции данной фигуры на некоторую плоскость.

Надо научиться изображать простейшие многоугольники, окружности, многогранники и круглые тела.

В первую очередь нужно научиться изображать многоугольники и окружности, плоскости которых не совпадают с плоскостью проекций (и не параллельны ей).

1)Треугольник, в том числе равносторонний, равнобедренный, прямоугольный, изображаются в параллельной проекции в виде произвольного (остроугольного или тупоугольного) треугольника.

2)Произвольный четырехугольник изображается в виде произвольно-

рис.13

шестиугольника.

го четырехугольника, причем параллелограмм, ромб, прямоугольник и квадрат изображаются в виде произвольного параллелограмма. Трапеция, в том числе равнобедренная и прямоугольная,

изображаются

в

параллельной

проекции в

виде

произвольной

трапеции.

 

 

3) Изображение

правильного

Краткий курс школьной математики

337

 

 

Построим ABCO - параллелограмм – см. рис.13. Далее построимDEFO = ZO ( ABCO) . И соединим точки C и D , A и F , получили

шестиугольник ABCDEF - изображение правильного шестиугольника, тч. O - его центр.

4)Окружность изображается в параллельной проекции в виде эллипса. – см. рис.14.

 

Построим изображение двух взаимнопер-

E

B

пендикулярных диаметров окружности.

 

 

D

OПроведем через центр O эллипса диаметр

AB . Далее проведем хорду CD || AB , пусть

 

M

F

 

 

 

 

тч. M

- его середина. Проведем через точ-

A

 

 

Cки O и M диаметр EF . Получим AB и

EF - изображения двух взаимноперпенди- рис.14 кулярных диаметров окружности. Они называются сопряженными диаметрами эл-

липса.

(8)Векторы в пространстве.

Тема “Векторы” была рассмотрена в планиметрии. У векторной алгебры имеется замечательная особенность: определения вектора, операций над векторами, свойства этих операций, определение скалярного произведения и его свойства одинаковы для векторов плоскости и пространства. Поэтому нет необходимости рассматривать повторно уже известное, просто продолжим.

o 2

 

Векторы a, b, c , отличные от нулевого, называются компланар-

 

ными, если задающие их направленные отрезки параллельны

 

некоторой плоскости.

В частности, если три вектора лежат в одной плоскости, то они задают компланарные векторы.

338

В.А.Битнер

 

 

Условились считать компланарными и такие вектора, среди которых имеется хотя бы один нулевой.

 

 

t 8

e дана пара (a, b) неколлинеарных векторов, то для любого

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вектора c , компланарного с a

и b , существует единственная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пара чисел ( x; y) , удовлетворяющая равенству c = xa + yb .

 

 

 

 

 

 

 

 

Признак компланарности 3 векторов: если для векторов a, b, c

выпол-

 

 

 

 

 

 

 

 

няется равенство c = xa + yb , то эти векторы компланарны.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

t 9

e дана тройка (a, b, c) некомпланарных векторов, то для каж-

 

 

единственная тройка чисел ( x, y, z ) , удовле-

 

дого вектора d

 

 

 

 

 

 

 

 

 

творяющих равенству d = xa + yb + zc

 

(1)

 

 

 

 

 

 

 

 

Тройку (a, b, c) некомпланарных векторов, входящих в равенство (1),

называют базисом для множества всех векторов. Равенство (1) назы-

 

 

 

вают разложением вектора d

по базису (a, b, c) . Формула (1) имеет

 

 

 

интересный геометрический смысл: вектор

d можно изобразить на-

правленной диагональю OD = d параллелепипеда с началом в верши-

 

 

не O и ребрами OA = xa, OB = yb и OC

= zc . – см. рис.15.

u3 некомпланарных вектора можно сложить по правилу параллелепипеда. – см. рис.15.

рис.15

Краткий курс школьной математики

 

 

 

339

Решение задач на векторы.

 

 

 

 

Задача 1. e M - середина AB и O - произвольная точка пространства,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то выполняется равенство: OM =

1 (OA + OB) . – см. рис.16.

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

A

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

B

 

 

 

 

 

 

O

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис.16

 

 

 

 

 

 

 

Задача 2. e M - точка пересечения медиан ABC и O - произвольная

точка пространства, то выполняется равенство:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

OM = 1

(OA + OB + OC )

(2). Доказать. – см. рис.17.

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Доказательство:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1)

n AA и BB - медианы

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

ABC ,

 

 

 

 

 

 

 

 

M = AA BB , O ( ABC ) . До-

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

 

 

 

 

 

 

кажем равенство (2).

 

 

 

 

 

 

 

2) Из свойства медиан тре-

 

 

 

 

 

 

 

угольника, задания 1 и по пра-

 

 

 

 

 

 

 

вилам вычитания и треуголь-

 

 

 

 

 

 

 

ника имеем:

 

 

рис.17

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3) OM = OA + AM = OA +

2

AA = OA +

2 1 ( AC + AB) =

 

 

 

 

3

1

 

3

2

 

 

 

 

 

 

 

 

340

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В.А.Битнер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= OA + 1

(OC OA)+ (OB OA)

= OA + 1 (OA + OB − 2OA) =

 

 

3

 

 

 

 

3

 

 

 

 

d .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

= 1 (OA + OB + OC )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задачи 1 и 2 называются базовыми при решении задач на векторы в

пространстве.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 3. В параллелепипеде

ABCDA B C D точка O - середина диа-

 

 

 

 

 

1

1

1

1

 

 

 

 

 

гонали BD1 параллелепипеда, точка

M

-

середина

BO .

Разложить

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

DM по базису (a, b, c) , где a = BA, b = BB1 , c = BC . – см. рис.28.

 

D1

 

 

C

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

A

 

 

 

 

DM = BM BD =

1 BD (BA + BC ) =

 

 

B

 

 

 

 

 

 

4

1

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

O

 

 

1 (a + b + c )(a + c ) =

 

 

 

 

 

 

b

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

D

M

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

C

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3 a

+ 1 b 3 c . d .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

4

 

4

 

 

 

 

A

 

 

B

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис.18

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Задача 4. Основанием четырех-

 

 

 

 

 

угольной пирамиды SABCD слу-

 

 

 

 

 

жит квадрат, и каждое боковое реб-

 

 

 

 

 

ро равно стороне квадрата.

Найти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

угол между векторами: а) SA и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AB ; б) SA и BS ; в) SA и SC ; г)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

SC и BD . – см. рис.19.

 

 

 

 

 

 

 

Решение.

 

 

 

 

 

 

 

рис.19

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]