Розбір · НМТ 02.06.2025, завдання 5

Скільки площин через вершину піраміди паралельні основі

Це вам дадуть

У довідкових матеріалах НМТ цього немає: там формули об'ємів і площ поверхонь, а не аксіоми стереометрії. Потрібен один факт, і він короткий: через точку поза площиною проходить рівно одна площина, паралельна цій площині.

Складність тут не в самому факті, а в тому, що піраміда на рисунку збиває з нього. Учень починає шукати площини серед граней і перерізів, хоч питали про площини взагалі, а не про ті, що видно на малюнку.

Спершу відповідай сам

На рисунку зображено трикутну піраміду $SABC$ з основою $ABC$. Скільки всього різних площин, паралельних площині основи піраміди, можна провести через її вершину $S$?

Наскільки ти впевнений?

Про впевненість питаємо не для балів. Помилку, зроблену впевнено, запам'ятовують найміцніше – але тільки якщо правду показати одразу.

Реальність

Ти серед тих, хто відповів правильно. Найпопулярнішою при цьому виявилась хибна відповідь – варіант Г. Варто знати, у що вірили вони.

Ти не сам. Це найпопулярніша відповідь у країні, і вона хибна. Обчислення в ній зазвичай бездоганне – питання лише в тому, що саме порахували.

Правильний варіант – Б. А найбільше учасників обрали Г, і це теж хиба.

Б лише одну 47,0 %
Г лише три 20,4 %
А жодної 15,4 %
В лише дві 7,0 %

Без відсотка лишились варіанти Д: у зошиті, за яким рахували статистику, їх не було.

Дані: офіційний звіт УЦОЯО про проведення НМТ, психометричні характеристики завдань.

Що вони подумали
Г. Порахували грані замість площин

У піраміди три бічні грані, і кожна проходить через вершину $S$. Звідси й береться трійка.

Але жодна з цих граней основі не паралельна: усі три її перетинають, бо спираються на її сторони. Питання ж не про грані, а про площини, і відповідь не залежить від того, скільки в піраміди граней. Через ту саму вершину над трикутною, чотирикутною чи шестикутною основою проходить рівно одна паралельна площина.

А. Вирішили, що такого перерізу немає

Міркування тут глибше, ніж здається, і майже правильне: якщо різати піраміду площиною, паралельною основі, то чим ближче до вершини, тим менший переріз, а в самій вершині він стягується в точку. Перерізу справді немає.

Але площина й переріз це різні речі. Площина існує сама по собі, незалежно від того, чи перетинає вона піраміду по многокутнику. Через вершину вона проходить, основі паралельна, і того, що вона торкається піраміди лише в одній точці, достатньо.

Д. Переплутали площини з прямими

Через точку поза площиною справді проходить безліч прямих, паралельних цій площині. Але площина така одна.

Різницю видно так: паралельних прямих можна накрутити скільки завгодно, і всі вони лежатимуть в одній площині – тій самій єдиній.

В. Узяли дві

Двійка тут не має за собою жодного міркування: паралельних площин не буває двох, бо дві різні площини, паралельні третій, паралельні й між собою, а спільної точки $S$ у них тоді бути не може.

Переконай

Знати правильну відповідь – півділа. Хто вміє пояснити, чому чужа відповідь хибна, той у цю пастку більше не потрапляє.

Спитай прямо: скільки площин, паралельних підлозі, проходить через кінчик олівця, який ти тримаєш над нею? Одна – і це видно без жодної теореми.

Потім поверни до піраміди й покажи, звідки взялася трійка. Три бічні грані справді проходять через вершину, але кожна з них нахилена до основи, бо опирається на її сторону. Паралельних серед них немає жодної.

Якщо він відповідає «а перерізу ж немає» – погодься, перерізу справді немає. Площина при цьому є: вона торкається піраміди в одній точці, і цього досить.

Опори зникають

Спершу дивишся на готове, потім дописуєш кінець, потім робиш сам.

Показано повністю

Скільки площин, паралельних площині основи, проходить через вершину $S$ чотирикутної піраміди $SABCD$?

Вершина $S$ не лежить у площині основи, а через точку поза площиною проходить рівно одна паралельна їй площина. Отже одна. Кількість бічних граней на відповідь не впливає.

Останній крок твій

Шестикутна піраміда, вершина $S$ над основою. Бічних граней тепер шість. Скільки площин через $S$ паралельні основі? Спирайся на той самий факт, а не на кількість граней.

Тепер сам

Точка $M$ лежить на бічному ребрі піраміди, не збігаючись із вершинами. Скільки площин, паралельних основі, проходить через $M$, і чи буде в такої площини переріз із пірамідою?

Ще раз, інші числа

Повторна спроба одразу після розбору – саме те, що не дає старій помилці повернутися через тиждень.