Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 35, Доп. задачи к гл. I
№103. На рёбрах DA, DB и DC тетраэдра DABC отмечены точки M, N и P так, что DM:MA=DN:NB=DP:PC. Докажите, что плоскости MNP и ABC параллельны. Найдите площадь треугольника MNP, если площадь треугольника ABC равна 10 см2 и DM:MA=2:1.
✎ Запись в тетрадь
Дано:DABC — тетраэдр; DM:MA=DN:NB=DP:PC=2:1; SABC=10 см2
Доказать:(MNP)∥(ABC); SMNP
DADM=DBDN=DCDP (из
DM:MA=DN:NB=DP:PC).
1 △DAB:
DADM=DBDN ⇒
MN∥AB. Так же
NP∥BC.
2 MN∥AB,
NP∥BC ⇒
(MNP)∥(ABC) (п. 10).
3 DM:MA=2:1 ⇒
DADM=32=ABMN=BCNP=ACMP.
4 SMNP=k2SABC=94⋅10=940=494 см25 Ответ: SMNP=494 см2.
Пояснение
Идея. Если прямая отсекает от сторон треугольника пропорциональные отрезки, она параллельна третьей стороне. Две такие пары параллельных прямых дают параллельные плоскости (п. 10). Площади подобных треугольников относятся как квадрат коэффициента подобия.
- 1Если DM:MA=2:1, то на DM приходится 2 части из 3 всех. Одно и то же отношение на трёх рёбрах из D: DM:DA=DN:DB=DP:DC.
- 2В треугольнике DAB точки M и N делят стороны DA и DB в одном и том же отношении, значит, MN∥AB (обратная теорема Фалеса). То же в треугольнике DBC для NP и BC.
- 3Признак параллельности плоскостей (п. 10): две пересекающиеся прямые MN и NP одной плоскости параллельны двум пересекающимся прямым AB и BC другой плоскости.
- 4Из подобия треугольников DMN и DAB следует MN:AB=DM:DA=32. Так же для двух других сторон, значит, треугольники MNP и ABC подобны с коэффициентом 32.
- 5Площади относятся как k2=94, поэтому SMNP=94⋅10.
Проверка. 940=4,44…; сечение меньше основания, как и должно быть.