Файл: Клопский, З. А. Геометрия пробный учебник для 10 класса средней школы.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 17.10.2024

Просмотров: 49

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Исследования Н. И. Лобачевского привлекли внимание ученых мира к вопросам оснований геометрии, т. е. поставили проблему создания такой системы первичных понятий и аксиом, которая была бы логически безупречной. Еще Н. И. Лобачевский указал, что ма­ тематическая наука не должна начинаться с таких «темных» поня­

тий, какими у

Евклида

являются определения

точки, прямой

и т. п. В середине XIX в.

были отмечены также недостатки аксио­

матики Евклида.

Была, например, замечена неполнота его системы

аксиом: многие

построения

и

доказательства в «Началах» осно­

вываются на допущениях,

не

сформулированных

Евклидом.

В самом конце XIX в. немецкий ученый Д. Гильберт предложил

систему первичных понятий и аксиом, свободную от логических не­

достатков. К первичным (неопределяемым) понятиям

Гильберт

отнес понятия точки, прямой и плоскости.

Между первичными по­

нятиями установлены основные отношения:

принадлежать,

между

и быть конгруэнтными. Основные отношения также

даются

без

определений. Далее следует 20 аксиом, разделенных

на

5

групп.

Некоторые из этих аксиом вам хорошо известны (например,

аксио­

мы принадлежности, аксиома параллельных прямых).

 

 

 

не­

Система аксиом Гильберта обладает свойствами

полноты,

противоречивости и независимости. Это означает,

во-первых,

что

с помощью этой системы можно доказать истинность

или ложность

любого высказывания евклидовой геометрии; во-вторых, что никакие два предложения, выведенные из данных аксиом, не могут ока­ заться утверждением и отрицанием одного и того же математиче­ ского факта; наконец, ни одна из аксиом системы не может быть выведена из остальных аксиом.

Многие из учебников, излагающих евклидову геометрию, пост­ роены на основе этой системы первичных понятий и аксиом, хотя при начальном изложении геометрии (например, в школьных учеб­ никах) не все аксиомы Гильберта формулируются.

За основу построения курса евклидовой геометрии может быть принята и иная система первичных понятий и аксиом. Например* в 1919 г. немецкий математик Г. Вейль предложил в качестве неоп­ ределяемых понятий взять понятия вектор и точка, а аксиомами считать некоторые из свойств векторов и операций над ними. Если избрать аксиоматику Вейля, то понятия прямой и плоскости опре­ деляются, а аксиомы Гильберта становятся теоремами.

Учебники, по которым вы изучали геометрию в VI—VIII клас­ сах, а также этот учебник основываются на системе первичных по­ нятий и аксиом, предложенной академиком А. Н. Колмогоровым. Полный список таких аксиом, относящихся к курсу планиметрии, помещен в учебнике для VIII класса; аксиомы стереометрии сфор­ мулированы в учебнике для IX класса (I, § 4).

В XX в. ученые многих стран мира продолжают разработку различных новых разделов геометрии. Фундаментальное значение здесь имеют работы советских математиков: В. Ф. Кагана, С. П. Финикова, П. С. Александрова, И. Р. Шафаревича и многих других.



ОТВЕТЫ

 

 

 

Г Л А В А

I.

КООРДИНАТНЫЙ МЕТОД В ПРОСТРАНСТВЕ

 

 

5)

1. 1) (1,

2, - 3 ) ;

2)

(8,

О,

1);

3)

(0;

 

0,5;

-

 

УТ);

 

4) (0,

7,

0);

(1 ,0 ,

0); 6) (О,

0,

0).

2.

1) ( - 1 ,

2 ,5 );

2) ( - 9 ,

 

3, - 4 ) ;

3) (4, 4 , - 1 ) ;

3.

1)

(— 6,

— 2,

4);

2>( - " у

• 0.

— 7);

3) (23, —3,

12); 4)

(—33, - 9 , — 18);

 

/

 

73

 

 

29

 

 

 

4 \

 

 

 

 

 

_ > з _ >

 

 

 

_

 

 

 

4 _

5)

\

 

70

 

42

 

15J'

 

4‘

 

1)

 

 

 

2

 

Ь ’

 

 

2)

С =

3 d '

5.

 

 

5

; у =

6

.

6.

13

 

7.

1)

15;

 

2)

1

 

.

8.

 

1)

Нет;

2)

да.

* = — —

— .

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

о

 

 

24

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5

 

9.

У к а з а н и е .

 

Смотрите

 

I,

 

§

32,

 

10.

1)

4

и 1;

 

 

 

 

 

 

 

 

2 ) --------и 0.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

1 1 . 1) УГ;

2)

 

У 14;

3)

УТ;

 

 

4)

2.

 

12 .

-

 

p

/ i

j

L

и

 

^

-12. .

13.

1)

/2 9 ;

2)

0.

14.

1)

6 / Г

;

2)

/ 7 0 .

15.

cos ср =

 

9

 

 

<р«63°37\

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

16. -

2

и 2.

17.

-7- .

18.

1)

(

.

 

 

 

 

 

 

УТ )

;

2)

 

О,—

 

 

1

 

 

 

 

11

 

 

 

 

I У 3

У Т

 

 

 

 

 

' \

 

у ю

 

 

 

 

3) ( - 1 , 0 , 0 ) ;

 

4) (О, Т ' Т ) - 20-

 

 

 

 

 

 

 

Г ) 1

 

/ ю

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

' ~ т •

 

т)•

 

 

( у т ’ У Т ’ КГ) или(- VT.- уг.

2)

(- io

 

ги

J/X ). 22.

УТО. 23. ав25°22'.

 

24.

(О,

1,

0).

25.

1)

 

(—

,

-----3^ ;

2)

arccos

14

21°03\

26. Л,

С ,

 

D.

27.

Зх +

-f- 2z — 49 = 0.

 

28.

1) 2;

15

 

 

2)

2.

30.

 

 

 

 

если плоскость перпендикулярна оси

 

абсцисс;

2) а = 0 ,

1)

b = c = 0,

 

если плоскость

параллельна оси

абсцисс;

3)

d = 0.

31. 1)

у = 2; 2)

х

— 3 =

0.

32.

1) Да;

2)

нет.

33. 1)

Да; 2)

нет.

34.

1)

 

уТГ ’

 

 

Уъ

 

1

 

 

 

 

 

1

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

или

 

 

 

 

 

 

 

1

 

\

 

 

 

0.

36.

/ „

 

1

4

 

У 3

 

Уз

 

--------,

---------- гг- 1 . 35.

 

О,

 

0,

-----

 

 

 

 

 

УТ

 

 

Уз

 

)

 

 

 

 

 

 

 

\

 

 

9

 

37.

^24°06'и

54°43\ 38.

(О, 1,

— 2).

39.

 

* =

у = — 9.

 

 

5

 

3

, 2 ).

 

 

40. [— . —

41.

хг — х,

уг = = у ,

г1 = — г.

42.

лтд. =

ж - |-

a,

 

y L=

y + b ,

Zt — z + c,

130


44.

1)

—}- 6у -f- z — 15 =

0;

2)

Gx -{- 7у -|- z — 15 — 0.

46.

1)

3x -J- у z

— 7 =

0;

2)

x — «/ +

52 + 7 =

0.

47.

4

5

V u

2)

13 V T

 

 

8 V21

 

1)

------;

------------48.

 

63

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

1

 

49.

1)

M2

-

 

 

-

- у ) ;

 

2)

 

 

1,

- 2 ,

- 1 ) .

 

50.

 

 

 

 

 

-

J

 

M

2 (

 

*>«T

3

*■

-i):2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

“ “V

51.

1) 4* +

у 62 =

0;

2)

4x — 3y — z = 0.

 

b

 

3

а

6

/

 

 

 

 

 

 

учесть,

 

 

 

 

 

 

->

 

 

 

 

У к а з а н и е .

Отложив

и

& от начала,

что концы ОА и ОВ при-

надлежит искомой плоскости.

52.

 

3

»

6

 

 

 

2

.

53.

 

^

6°23';

^а32°44'\

 

» —

 

^26°23'.

54.

2х У

 

2 8 =

0.

 

7

 

7

 

 

 

7

Предварительно найдите ко­

 

 

У к а з а н и е .

ординаты

ВС,

 

пользуясь

равенством

ВС =

ОСОВ.

55.

 

1)

^

42°50';

2)

 

27°00'.

56.

% 30°57'. У к а з а н и е .

 

Рассмотреть угол между

АВ и век­

тором,

перпендикулярным к данной плоскости.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г Л А В А

 

II.

МНОГОГРАННЫЕ УГЛЫ.

МНОГОГРАННИКИ

1

 

 

 

57. п. 58. Нельзя.

60. 1)

Нет;

2)

нет;

3)

да;

4)

да.

61.

arccos

^

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

% 70°32',

2 arccos

 

- % 141°04'.

 

У к а з а н и е .

 

Воспользоваться

теоремой

косинусов для трехгранного угла.

 

62. arccos

■—

.

63.

5

граней,

6 вершин,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9

ребер,

3

боковых

ребра.

64.

Треугольная;

 

2)

1080°.

 

65. 64

У 2

^

% 90,5 (см).

66. У к а з а н и е .

 

Через точки

М п N

провести прямые,

па­

раллельные боковым ребрам.

67.

2)

а)

180°;

б)

180° ( п — 2).

68. Не обяза­

тельно.

70.

1)

Да;

2)

не

обязательно;

 

3)

 

да;

 

4)

 

не

 

обязательно.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

о

 

 

?

~

 

 

 

 

 

 

71.

 

1)

 

13,2

см

 

 

 

 

 

+ Ь2*)б

 

 

72,

 

2a cos

-~2

 

46,7 (см) у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos (3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2а

^

/

sin2

 

- + cos2

 

tg2 р

% 3,01

(см).

73. 2а; а У 5 .

 

76.

 

2)

Да..

77.

.—

: 1.

78.

 

 

,—-

81.

,

 

Да.

 

 

 

 

ah

1/ 2

 

86.

2)

ah У

3

и

У 2

Q / 3

1)

85. 2) -----£----- .

--------------

ah

У 3

. 87.

 

За У 2h2 -f- а2

 

 

88.

а 2 У З

 

 

154 (дм2). 89. 1)^69°18'-,

 

2

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

4 cos <р

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2)

% 75°31\

 

90.

1) 2а (а +

2Л);

 

2)

а (а У 3

+

6h);

3)

3а(а

У з + 2 Ь ) .

91.

% 27 600ж2,

92.5280 см2.

93.

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12 см.

94.

1120 см2.

 

12 см, 9 см или 9 см,

97.

а2 (1,5 У з

 

+ 1 ) .

99. 1) Да;

2)

нет.

 

100. 1)

Нет;

2)

нет.

102. 1) а)

Да;

б) нет, если

ромб

 

не квадрат;

 

2)

противолежащие

грани могут,

 

а смеж­

ные— нет. 103.

3) Девять осей и девять плоскостей симметрии.

105.

1)7 дм;

2) ^ 13,7 см.

106.

 

1) 72

дм2;

2)

 

252 см2.

107.

3

У 3~ ^ 5,20 (см).

108. ^ 1 9.

109.

У

(d f — 4)

(d f +

d2 — d?)

;

 

 

] /

( d? — d§) ( d\ + d§ df)

 

111.

1) ^

15,9 и 13; 2) ^ 9,82 дм;

3) У a2-fb 2+ c 2-|-2a& cos a-}-2accos.(3-{-2ic cos j

и

"l^a2 + b2 +

c2 2a6 cosa — 2ac cos p -f- 2bc cos 7 .

112 . Да.

113.

352

см2,

% 567

см2.

114.

48

У з

^ 83,1

см2, 16 см2 и ^22,6 см2.

115. 2а У 4h2 -f а2

;.

131


arctg

 

h

y

j

 

 

 

 

45°,

если

 

 

 

 

 

У 2 .

 

 

 

 

 

116.

 

 

2 d 2 tg \

tg p

 

 

 

 

x =

 

 

a

=

h

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

cos

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

117.

1)

a)

5 и 8;

6) 6 и

10;

 

в)

7

 

и

12.

118.

1)

Только

квадрат;

2)

может.

122.

 

1) | А

 

+ Т •

]/* • + Т ;

21

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

a2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

h 2 4- ~\2

 

123.

 

13 сж;

^

17,0

см

124.

a

V

3

a

V

6

 

 

.

 

 

 

1

a2 tg<[>. 127.72tg<?:

 

2

 

, — r—

 

 

126.—

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

о

 

 

 

 

 

 

 

 

^

19,7

 

 

 

128.

 

 

1

 

 

____________

129.

 

^ 3 7 ,5

 

 

131.

 

d 2

 

( с м 2) .

а Н ,

 

а У

З а 2 +

12Я2 .

 

д м 2 .

--------- .

132.

 

1)

 

 

 

 

 

 

 

4

 

2)

arccos (— ctg2 ср) ^

94°7'.

 

 

 

 

4 cos ср

 

arccos (ctg ср)^74°28';

У к а з а н и е .

При­

менить теорему косинусов для трехгранного угла.

 

 

133.

 

180°—2 arcctg (

У 3 cos р).

135.

 

1) При

& =^= 1 только

центр

гомотетии;

прямые

 

и

плоскости * проходящие

через

 

 

центр.

 

136.

k

 

x

а

( 1 — k ) ,

 

k y

-|- b

 

(1 — k ) ,

k

z

с

( 1— k ) .

137.

1)

1:4;

2)

4 : 1 .

138.

 

2)

9:1;

 

fe =

0, l

j /

10

 

.

 

139.

Да,

например

прямые,

углы.

 

 

140.

 

 

 

1

 

Q;

 

 

2)

 

1

Я

и

 

 

1

 

141.

 

1) 0,6Р

и

 

 

1) —

 

 

 

---- Я.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

у

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 ,36Q;

2)

п т

и

/ п т \2

Q.

142.

2)

 

 

 

т

 

Q.

143.

И сж.

---------

Р

-----

 

 

 

\ т +

п

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

 

 

\

 

 

п

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

144.

48

сж;

^

724

сж2.

145

у

 

 

сг ~

Т

 

(0 ~

 

Ь)2

;

/

с2 -7

(а _

Ь)2

,

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6)2

 

 

146.

 

 

 

 

Ь)

У

2 с 2 — (а — f>)2 .

 

147.

48

сж2.

 

148.

 

 

1

ж2.

2) —

( а —

 

 

36 —

149.

1600

с м 2,

256

С М 2 .

150.

1 см;

 

К о О СО

ю

 

о

 

151.

1) 192 с м 2;'

8

1:2.

 

 

 

2)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

152.

960 с м 2 ,

1360 С М 2 .

153.

1)

 

За

 

у

Г

 

 

 

 

а2

*

2)

 

4h 2 4- а2

;

 

2

 

*■+■

 

а У

 

З а

 

Г

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

/

г

 

 

 

 

IF

 

180'0

 

 

 

 

 

 

 

3)

/

 

 

 

 

 

4)

 

 

 

 

V

4/г2 4~ a2ctg2

154.

4 ж.

155. 8;

2 + За2 :

 

4

 

а п

 

 

 

п

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

V

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

 

 

 

 

^

13,7.

 

 

 

 

^

85,2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

nb2 sin а.

 

 

157

1)

 

4-

 

4- a b

4-

156.

1)

с м 2;

2)

 

2

 

 

 

~2- ( a h

b h

+

f a

2/i2 +

 

+

fl2&2 );

2)

648

с м 2 .

158.

 

 

 

% 23,5

с м 2 .

159.

126 д м 2 .

161.

а 2 (У Т ~

-(-

1), или

а 2 ( 4 - \ - У 7 ~ ) .

 

 

 

162.

120 см 2

и

224

с м 2 .

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

163.

 

33,0

дм2. 164.

1) —

+

Ь)

j ^ / " 4Л2 +

(а —

Ь )2

2)

+

Ь)

х

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

X

у

 

4h2 +

(а — Ь)2 ;

3)

 

 

1

п(а + Ъ)

 

 

 

 

4h 2 4-

b )2 ctg2

180°

 

 

 

 

 

/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У 3

 

 

 

 

4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

п

 

167.

(a -f-

 

 

 

 

г------------------------------------------------------------

 

 

168.

 

^

176

 

 

 

169.

8 ж 2.

b)

С+ — - у

4с2+

(а — Ь)2

 

 

 

с м 2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

170.

 

33.

 

171.

За2 УЗ

 

 

 

193 ж2.

172.

1)

 

% 54,9

 

 

 

2)

 

 

 

1

 

 

 

 

2 cos ср

 

 

 

 

с м 2;

arccos ----

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

70°32'.

173.

126 У

Т

^

218

( с м 2) .

 

175.

Только

правильный тетраэдр

куб). 176. Нет. 179. 1)

=к70°30';

 

2)

109°30'.

180.

V W

...

 

2S

 

 

А

г

 

182

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Vз

 

 

з

К

з

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

132