
Задачи от автора изобретения Самвела Мовсисяна
Автор надееться, что на этих геометрических моделях и математических весах можно создовать многочисленные интересные задачи.
Для интересных задач автор обещает денежное вознаграждение или приз.
Построение конуса и цилиндра
Для построения этой модели сначала закрепляем те стержни, которые не имеют металлических шпилек. Их закрепляем друг против друга.
С помощью отдельно взятой окружности и их диаметром возможно построение вписанного треугольника, четырехугольника.
Треугольная пирамида с трансформациями
Трансформируемое телескопическое геометрическое учебно-обучающее пособие по планиметрии и стереометрии "Треугольнная пирамида"
Из этой модели можно получить все виды треугольной пирамиды. Прежде чем начать работать с моделями, следует знать, что для манипуляций и превращений нужно последовательно работать только с каждой из сторон в отдельности. Особый интерес представляет пирамида, которая демонстрирует теорему о трех перпендикулярах.
SB⊥(ABC)
AC⊥CS следует AC⊥BC и AC⊥BC следует AC⊥CS
При помощи этого типа моделей можно решать многочисленные задачи. Из этой модели можно получить все виды четырехугольников и треугольник, для пострения которого надо сделать следующее: все стороны основания пирамиды A, B и C надлежит вытянуть, а ребра SA, SB и SC уменьшать в длине до тех пор пока они уместятся в плоскости тругольника ABC.
Построение сечений
Для построения сечений в комплект входят вспомогательные стержни, которые позволяет получить любые сечения. В этом нетрудно убедиться, если замечаем, что стержни могут закрепляться в любых комбинациях. В треугольной пирамиде с помощью вспомогательных стержней, как показано на рисунке, демонстрируем то сечение, которое представляет четырехугольник. Между прочим, с их помощью можно построить высоту, медиану, биссектрису и т.д. Вспомогательные стержни могут служить также для замены вышедших из строя стержней моделей.
Решение задач.
До того, как перейти к решению задач, надо отметить, что модели незаменимы для получения чертежей пространственных тел на фоне доски. Держа модель соответствующим образом у доски, можно начертить и себя так, как видно. Для решения задач, касающихся треугольной пирамиды надо использовать четырехугольную пирамиду, которая благодаря тому, что модифицируется в различные треугольные пирамиды, дает возможность демонстрировать решения конкретных задач.
Задача 1.Имеем треугольную пирамиду с равными ребрами, основанием которой является прямоугольный треугольник.
Высота такой пирамиды проходит через центр описанной окружности. Центр окружности находится в середине гипотенузы.
Задача 2. Имеем пирамиду с ребрами а, b, c, которые взаимно перпендикулярны. Надо найти объем пирамиды.
Задача получает простое решение, если перевернуть пирамиду. Как видим получилось пирамида, в основании которой лежит прямоугольный треугольник, где известны длины катетов основания (а основание это прямоугольный треугольник) и длина высоты. Таким образом, объем пирамиды равен а b c / 6.
С помощью наших моделей превосходным образом демонстрируется возможность получения чертежей пространственных геометрических тел на доске.
Задача 3.Доказать, что в любую пирамиду можно вписать сферу.
Это одна из самых труднейших задач стереометрии.
Проводим сечение, которое проходит через биссектрису двухгранного угла CABD. То же самое с другим двухгранным углом ВАСD. Она пересекаются по прямой АН. Если проведем третье сечение, то оно пересечется со вторым сечением по прямой СМ. Точка пересечения СН и СМ является центром вписанной сферы, т.к. равноудалена от всех граней.
Четырехугольная пирамида с трансформациями
Эта модель позволяет получить все виды четырехугольной пирамиды и пятиугольник. Напоминаем, что превращашения осуществляются при помощи изменении каждой из сторон в отдельности. Особый интерес представляет случай, когда основание ABDC квадрат и боковое ребро перпендикулярно к плоскости основания.
Тогда согласно теореме о трех перпендикулярях, получаем: AC ⊥CD, из чего следует AC⊥SC.Из четырехугольной пирамиды получить треугольную пирамиду можно следующим образом. Все стороны треугольника ABD вытягиваем до конца, затем берем вершину C и укорачивая SC постепенно вводим ее ( т. е. вершину C) вовнутрь треугольной пирамиды ABDS до тех пор, пока SC становится ⊥(ABD) и C∈ (ABD). Есть и второй вариант превращения. Вершина C∈ (SAD). В результате получаем треугольную пирамиду ABDS (рис. 4), в которой при помощи вспомогательного стержня можно построить высоту BC.
Таким же способом можно получить треугольную пирамиду из четырехугольной. В укорачивая AD, делаем так, чтобы стороны стороны DB и DC составили одну линию сторону BC. Понятно, что при переворачивании этой пирамиды, получаются разные виды треугольных пирамид, которые используются в решений задач.
Для осуществления каждого следующего превращения нужно каждую из сторон модели последовательно закрывать до упора. Четырехугольная пирамида превращается в правильный пятиугольник со свиоми диагоналями.
Куб и его основные трансформации
Достаем из коробки эту модель и первым делом выпрямляем AC и A1C1 получаем куб.
Из него получаются все виды четырехугольной призмы. Например, наклонная. Равномерно увеличиваем стороны ABCD, получаем усеченную четырехугольную пирамиду.
Эту пирамиду легко можно превратить в четырехугольную пирамиду, если AA1 увеличить насколько, чтобы A1B1B, A1C1C и A1D1D стали прямыми линиями. В этой модификации четырехугольной пирамиды видны различные сечения.
Каждую модель можно модифицировать в предыдущую модель. Получение из куба треугольной пирамиды оставляем вам. Из куба получаем правильную шестиугольную пирамиду с вершиной A или С вершиной C1. Держим или за вершину A или за вершину C1. Держим или за вершину А или за вершину C1 вытягиваем выходящие из этих вершин ребра до тех пор пока образуется шестиугольная пирамида.
Весьма интересно, когда из куба получается правильный восьмиугольник.