В кубе abcdmnkp укажи угол между прямой pb и плоскостью (amn).

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для определения угла между прямой PBcap P cap B и плоскостью (AMN)open paren cap A cap M cap N close paren в кубе ABCDMNKPcap A cap B cap C cap D cap M cap N cap K cap P, проанализируем взаимное расположение этих элементов. 1. Анализ расположения вершин Предположим стандартное обозначение куба:

  • Основание ABCDcap A cap B cap C cap D (нижняя грань). Верхняя грань MNKPcap M cap N cap K cap P, где вершины M,N,K,Pcap M comma cap N comma cap K comma cap P находятся соответственно над A,B,C,Dcap A comma cap B comma cap C comma cap D. Таким образом, ребра AM,BN,CK,DPcap A cap M comma cap B cap N comma cap C cap K comma cap D cap P перпендикулярны плоскостям оснований.

2. Определение плоскости (AMN)open paren cap A cap M cap N close paren

  • Точки A,M,Ncap A comma cap M comma cap N задают плоскость. Поскольку AMBNcap A cap M is parallel to cap B cap N (боковые ребра куба), точка Bcap B также лежит в этой плоскости. Следовательно, плоскость (AMN)open paren cap A cap M cap N close paren совпадает с плоскостью грани ABNMcap A cap B cap N cap M.

3. Определение угла между прямой и плоскостью Угол между прямой и плоскостью — это угол между самой прямой и ее проекцией на эту плоскость.

  • Прямая: PBcap P cap B. Плоскость: (ABN)open paren cap A cap B cap N close paren. Точка пересечения: Прямая PBcap P cap B пересекает плоскость (ABN)open paren cap A cap B cap N close paren в точке Bcap B. Проекция: Чтобы найти проекцию отрезка PBcap P cap B, нужно опустить перпендикуляр из точки Pcap P на плоскость (ABN)open paren cap A cap B cap N close paren.
    • Ребро PNcap P cap N перпендикулярно ребру NMcap N cap M (как стороны квадрата MNKPcap M cap N cap K cap P). Ребро PNcap P cap N перпендикулярно ребру NBcap N cap B (как стороны квадрата BCKNcap B cap C cap K cap N). Следовательно, PN(ABN)cap P cap N ⟂ open paren cap A cap B cap N close paren. Значит, точка Ncap N является проекцией точки Pcap P на плоскость.
    Проекция прямой: Отрезок NBcap N cap B является проекцией отрезка PBcap P cap B на плоскость (ABN)open paren cap A cap B cap N close paren.

4. Вычисление угла Искомый угол — это угол PBNangle cap P cap B cap N в прямоугольном треугольнике PNBtriangle cap P cap N cap B (где PNB=90angle cap P cap N cap B equals 90 raised to the composed with power).

  • Пусть ребро куба равно aa. Тогда PN=acap P cap N equals a (ребро куба). NB=acap N cap B equals a (ребро куба). В прямоугольном равнобедренном треугольнике PNBtriangle cap P cap N cap B катеты равны, следовательно:
    tg(PBN)=PNNB=aa=1t g space open paren angle cap P cap B cap N close paren equals the fraction with numerator cap P cap N and denominator cap N cap B end-fraction equals a over a end-fraction equals 1

Угол, тангенс которого равен 11, составляет 45°. Ответ: Угол между прямой PBcap P cap B и плоскостью (AMN)open paren cap A cap M cap N close paren равен 45°. Хотите, чтобы я рассчитал угол между прямой PBcap P cap B и какой-либо другой плоскостью этого куба, например, (ABC)open paren cap A cap B cap C close paren или (AMC)open paren cap A cap M cap C close paren?

Форма ответа

Ваш аватар