В прав. шестиугольной призме все ребра равны 1. найти угол между прямой ас1 и плоскостью асд1

Смирнов Алексей Владимирович

Учитель математики высшей категории

Проверено учителем

Для решения задачи воспользуемся методом координат. Пусть начало координат совпадает с одной из вершин основания. ️ Шаг 1: Введение системы координат Поместим правильный шестиугольник ABCDEFcap A cap B cap C cap D cap E cap F в плоскость xyx y. Пусть сторона ABcap A cap B лежит на оси xx, а вершина Acap A находится в начале координат. Координаты вершин основания: A(0;0;0)cap A open paren 0 ; 0 ; 0 close paren B(1;0;0)cap B open paren 1 ; 0 ; 0 close paren C(1.5;32;0)cap C open paren 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 0 close paren D(1;3;0)cap D open paren 1 ; the square root of 3 end-root ; 0 close paren Так как все ребра равны 1, высота призмы h=1h equals 1. Тогда координаты вершин верхнего основания: C1(1.5;32;1)cap C sub 1 open paren 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 1 close paren D1(1;3;1)cap D sub 1 open paren 1 ; the square root of 3 end-root ; 1 close paren ️ Шаг 2: Нахождение направляющего вектора прямой Прямая проходит через точки A(0;0;0)cap A open paren 0 ; 0 ; 0 close paren и C1(1.5;32;1)cap C sub 1 open paren 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 1 close paren . Направляющий вектор v=AC1={1.5;32;1}modified v with right arrow above equals modified cap A cap C sub 1 with right arrow above equals the set 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 1 end-set . Его длина: |v|=1.52+(32)2+12=2.25+0.75+1=4=2the absolute value of modified v with right arrow above end-absolute-value equals the square root of 1.5 squared plus open paren the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction close paren squared plus 1 squared end-root equals the square root of 2.25 plus 0.75 plus 1 end-root equals the square root of 4 end-root equals 2 ️ Шаг 3: Нахождение уравнения плоскости Плоскость ACD1cap A cap C cap D sub 1 проходит через точки A(0;0;0)cap A open paren 0 ; 0 ; 0 close paren, C(1.5;32;0)cap C open paren 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 0 close paren и D1(1;3;1)cap D sub 1 open paren 1 ; the square root of 3 end-root ; 1 close paren . Найдем вектор нормали n={a;b;c}modified n with right arrow above equals the set a ; b ; c end-set через векторное произведение векторов AC={1.5;32;0}modified cap A cap C with right arrow above equals the set 1.5 ; the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; 0 end-set и AD1={1;3;1}modified cap A cap D sub 1 with right arrow above equals the set 1 ; the square root of 3 end-root ; 1 end-set : n=|ijk1.5320131|=32i1.5j+(1.5332)k={32;-1.5;3}modified n with right arrow above equals the determinant of the 3 by 3 matrix; Row 1: Column 1: bold i, Column 2: bold j, Column 3: bold k; Row 2: Column 1: 1.5, Column 2: the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction, Column 3: 0; Row 3: Column 1: 1, Column 2: the square root of 3 end-root, Column 3: 1 end-determinant; equals the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction bold i minus 1.5 bold j plus open paren 1.5 the square root of 3 end-root minus the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction close paren bold k equals the set the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction ; negative 1.5 ; the square root of 3 end-root end-set Длина вектора нормали: |n|=(32)2+(-1.5)2+(3)2=0.75+2.25+3=6the absolute value of modified n with right arrow above end-absolute-value equals the square root of open paren the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction close paren squared plus open paren negative 1.5 close paren squared plus open paren the square root of 3 end-root close paren squared end-root equals the square root of 0.75 plus 2.25 plus 3 end-root equals the square root of 6 end-root ️ Шаг 4: Вычисление угла Синус угла αalpha между прямой и плоскостью равен: sinα=|vn||v||n|sine alpha equals the fraction with numerator the absolute value of modified v with right arrow above center dot modified n with right arrow above end-absolute-value and denominator the absolute value of modified v with right arrow above end-absolute-value center dot the absolute value of modified n with right arrow above end-absolute-value end-fraction Вычислим скалярное произведение: vn=1.532+32(-1.5)+13=334334+3=3modified v with right arrow above center dot modified n with right arrow above equals 1.5 center dot the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction plus the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 end-fraction center dot open paren negative 1.5 close paren plus 1 center dot the square root of 3 end-root equals the fraction with numerator 3 the square root of 3 end-root and denominator 4 end-fraction minus the fraction with numerator 3 the square root of 3 end-root and denominator 4 end-fraction plus the square root of 3 end-root equals the square root of 3 end-root Тогда: sinα=326=3223=122=24sine alpha equals the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 center dot the square root of 6 end-root end-fraction equals the fraction with numerator the square root of 3 end-root and denominator 2 the square root of 2 end-root the square root of 3 end-root end-fraction equals the fraction with numerator 1 and denominator 2 the square root of 2 end-root end-fraction equals the fraction with numerator the square root of 2 end-root and denominator 4 end-fraction Ответ: arcsin24arc sine the fraction with numerator the square root of 2 end-root and denominator 4 end-fraction Нужно ли вычислить приблизительное значение угла в градусах или разобрать другой способ решения через дополнительные построения?

Форма ответа

Ваш аватар