Дан параллелепипед abcda1b1c1d1,основанием которого является ромб abcd,а боковое ребро перпендикулярно к плоскости основания.докажите,что диагональ b1d параллелепипеда перпендикулярна к диагонали ac его основания.

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для доказательства перпендикулярности диагонали параллелепипеда и диагонали его основания воспользуемся теоремой о трех перпендикулярах. Дано

  • ABCDA1B1C1D1cap A cap B cap C cap D cap A sub 1 cap B sub 1 cap C sub 1 cap D sub 1 — прямой параллелепипед (боковое ребро перпендикулярно основанию). Основание ABCDcap A cap B cap C cap D — ромб. B1Dcap B sub 1 cap D — диагональ параллелепипеда. ACcap A cap C — диагональ основания.

Доказательство

  1. Рассмотрим проекцию наклонной:
    Отрезок B1Bcap B sub 1 cap B является высотой параллелепипеда, так как по условию боковое ребро перпендикулярно плоскости основания ( B1BABCcap B sub 1 cap B ⟂ cap A cap B cap C). Следовательно, точка Bcap B является проекцией точки B1cap B sub 1 на плоскость основания ABCDcap A cap B cap C cap D. Тогда отрезок BDcap B cap D является проекцией диагонали B1Dcap B sub 1 cap D на плоскость основания. Свойство диагоналей ромба:
    По условию основание ABCDcap A cap B cap C cap D — ромб. Известно, что в ромбе диагонали пересекаются под прямым углом. Следовательно:
    ACBDcap A cap C ⟂ cap B cap D Применение теоремы о трех перпендикулярах:
    Согласно теореме о трех перпендикулярах: если прямая на плоскости ( ACcap A cap C) перпендикулярна проекции наклонной ( BDcap B cap D), то она перпендикулярна и самой наклонной ( B1Dcap B sub 1 cap D).Так как:
    • ACBDcap A cap C ⟂ cap B cap D (диагонали ромба); BDcap B cap D — проекция B1Dcap B sub 1 cap D на плоскость основания; ACcap A cap C лежит в плоскости основания.
    Следовательно:
    B1DACcap B sub 1 cap D ⟂ cap A cap C

Что и требовалось доказать. Хотите, чтобы я разобрал аналогичное доказательство для другой диагонали или нашел угол между другими сечениями этого параллелепипеда?

Форма ответа

Ваш аватар