Условие. Две окружности, диаметры которых равны 30 и 20 мм, имеют внутреннее касание в точке А (рис. 11.8, а). Найти диаметр третьей окружности, касающейся двух и их общего диаметра.
Решение. Вначале необходимо построить две окружности заданных диаметров и отрезок, проходящий через их центры. Затем необходимо вызвать команду Окружность, касательная к трем кривым, построить третью окружность и измерить ее диаметр.
Пример 11.9 Условие. В прямоугольном треугольнике ABC, гипотенуза АВ которого равна 30 мм, проведены медианы АМ и BN (рис. 11.8, б). Известно, около четырехугольника ABMN можно описать окружность. Найти ее диаметр.
Решение. Вначале строится отрезок АВ заданной длины. Затем из точек А и В проводятся два отрезка под углами 135° и 45° и с использованием команды Выровнять по границе определяется точка С. При включенной привязке Середина несложно провести медианы АМ и BN. На заключительном этапе проводится Окружность по трем точкам и определяется ее диаметр.
Пример 11.10 Условие. Точка K лежит на продолжении стороны AD ромба ADCD за точку D, Е — точка пересечения АС и BK (рис. 11.9), AK = 70 мм, точки А, В и Е лежат на окружности диаметра 60 мм, центр которой принадлежит отрезку AK. Найти длину отрезка BK.
Решение. В данном примере графическое решение получается в результате построения параметрических изображений. Рассмотрим этапы решения примера, показанные на рис. 11.9:
? а — строится окружность и отрезок заданных размеров. Положение окружности фиксируется привязками к взаимно перпендикулярным отрезкам;
? б — из точки D проводится дуга с центром в точке А;
? в — точка дуги В привязкой Точка на кривой перемещается на окружность. Концы отрезков из точек А и K совмещаются с точкой В. В результате точка В может перемещаться по окружности, при этом длины отрезков АВ и KB будут изменяться;
? г — проводится отрезок DC, параллельный и равный отрезку АВ. Точки пересечения отрезков BK и АС с окружностью еще не совпадают;
? д — точки пересечения отрезков BK и АС с окружностью объединяются в точке Е, за счет изменения геометрии изображения на рис. 11.10, г. Измеряется длина отрезка BK = 35 мм.
Пример 11.11 Условие. Трапеция AEFG с основаниями ЕF и AG расположена в квадрате ABCD со стороной 14 так, что точки E, F и G лежат на сторонах AB, BC и CD соответственно (рис. 11.10). Диагонали AF и EG перпендикулярны, а EG = 10v2. Найти периметр трапеции.
Решение. На рис. 11.10, а показано, что трапеция с взаимно перпендикулярными диагоналями имеет равные по длине боковые стороны, а точка пересечения диагоналей располагается на отрезке, соединяющем середины параллельных сторон трапеции. На рис. 11.10, б выполнены построения по размерам стороны AF и стороны EG, которая симметрична AF относительно отрезка BD, с помощью команды Симметрия. На рис. 11.10, в показаны измеренные длины сторон трапеции, что позволяет найти периметр трапеции, равный 45.
11.3. Сведение стереометрических задач к планиметрическим
Основной способ решения стереометрических задач — сведение их к планиметрическим. Для этого можно применить метод проекций, заключающийся в проецировании геометрического объекта на подходящую плоскость. Преимуществом метода проекций является то, что он позволяет отобразить на плоском рисунке и увязать друг с другом элементы объектов, не лежащие в одной плоскости. При этом если объект расположить надлежащим образом по отношению к плоскости рисунка, то искомые метрические характеристики (и линейные, и угловые) проецируются на подходящую плоскость в заранее предусмотренном виде, например в натуральную величину.
Пример 11.12 Условие. Дана правильная пятиугольная пирамида ABCDEF. Радиус окружности, описанной вокруг основания АВCDE, равен 16 мм. Высота пирамиды 25 мм. Определить следующие метрические характеристики:
? длину бокового ребра AF и угол его наклона к основанию;
? расстояние от вершины В до противоположной грани и высоту этой грани;
? угол между гранями с общим ребром AF и расстояние от этого ребра до ребра CF;
? диаметры вписанной в пирамиду и описанной вокруг пирамиды сфер;
? угол между ребрами BF и EF, соединяющими вершину пирамиды с противолежащими вершинами основания;
? угол между боковыми гранями Е = BCF и Q = DEF, не имеющими общего ребра.
Решение примера представлено на рис. 11.11.
Глава 12
Создание 30-моделей элементарных геометрических тел
