Тема . ОММО (Объединённая Межвузовская Математическая Олимпиада)
Стереометрия на ОММО
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела оммо (объединённая межвузовская математическая олимпиада)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#38690

Единичный куб ABCDA   B C D
       1 1 1 1  повёрнут на 90∘ вокруг прямой, проходящей через середины противоположных рёбер AD  и B C
  1 1  . Найдите объём общей части исходного куба и повёрнутого.

Источники: ОММО-2013, номер 10, (см. olympiads.mccme.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Итак, для начала надо внимательно разобраться с получающейся фигурой. Удобно начать построение с поворота рёбер AD и B₁C₁. Похожа ли общая часть кубов на какую-то известную нам фигуру? Если нет, то подумайте как можно её разбить на составляющие.

Подсказка 2

Работать с такого типа фигурой можно через сумму объёмов составляющих её частей. Или же через разность: вычитая удобные части из фигуры, содержащей искомую. Рассмотрим способ через сумму — наш многогранник удачно разбивается на параллелепипед и две правильные четырёхугольные пирамиды.

Подсказка 3

Найти все нужные длины нам поможет Пифагор: рассмотрите одну из граней исходного куба и возвышающуюся над ней часть нового куба. Аккуратный счёт поможет вам узнать, где пересекутся рёбра нового и исходного кубов.

Подсказка 4

Также, с помощью Пифагора мы сможем отыскать и все рёбра искомого многогранника. Осталось лишь отыскать объёмы всех составных частей и сложить их. Задача убита!

Показать ответ и решение

PIC

Пусть S  и S1  — середины AD  и B1C1  , а куб после поворота переходит в A′B′C ′D′A′1B′1C′1D′1  . Общая часть будет объединением прямоугольного параллелепипеда EFGHE1F1G1H1  и двух симметричных правильных четырёхугольных пирамид SEFGH  и S1E1F1G1H1  , найдём их объёмы.

PIC

Сторона основания пирамиды равна стороне квадрата, то есть единице. Далее оба квадрата симметричны относительно AB1C1D  , потому             E1√F1  √1-
E1B1 = F1B1 = 2 =   2  . Из △E1B1S1  имеем       ∘-1--1  √3
E1S1 =  2 + 4 = 2  — боковая сторона пирамиды. Отсюда легко найти её высоту, которая равна 1
2  , тогда объём пирамиды равен 1    1  1
3 ⋅1 ⋅2 = 6  .

PIC

Поскольку A1E1 = A1E = 1− 1√2  (EE1 ⊥E1F1  , которая по доказанному образует углы 45∘ со сторонами), то EE1 = √2 − 1  , EF = EH = 1  , как стороны квадрата, отсюда объём параллелепипеда √2 − 1  .

В итоге объём сечения 16 ⋅2+ √2 − 1= √2-− 23  .

Ответ:

 √2-− 2
     3

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!