Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1089
i

Дан куб ABCDA1B1C1D1, K и M  — се­ре­ди­ны ребер AB и DC со­от­вет­ствен­но. Най­ди­те угол между пря­мы­ми B1K и BM.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть ребро куба равно a. По­сколь­ку пря­мые B1K и BM не пе­ре­се­ка­ют­ся и лежат в раз­ных плос­ко­стях, они яв­ля­ют­ся скре­щи­ва­ю­щи­ми­ся. За­ме­тим, что от­ре­зок KM па­рал­ле­лен и равен пря­мой BC, зна­чит, КM па­рал­ле­лен и равен пря­мой B1C1. Тогда по при­зна­ку па­рал­ле­ло­грам­ма че­ты­рех­уголь­ник KB1C1M  — па­рал­ле­ло­грамм. Сле­до­ва­тель­но, от­рез­ки C1M и B1K па­рал­лель­ны. Ис­ко­мым углом между скре­щи­ва­ю­щи­ми­ся пря­мы­ми B1K и BM яв­ля­ет­ся угол BMC1.

В пря­мо­уголь­ном тре­уголь­ни­ке BCM по тео­ре­ме Пи­фа­го­ра най­дем BM:

BM= ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: BC в квад­ра­те плюс MC в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: a в квад­ра­те плюс дробь: чис­ли­тель: a в квад­ра­те , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби .

По­сколь­ку тре­уголь­ни­ки MCC1 и BCM равны, то BM=C_1M= дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби . По тео­ре­ме ко­си­ну­сов най­дем:

BC_1 в квад­ра­те =BM в квад­ра­те плюс MC_1 в квад­ра­те минус 2 умно­жить на BM умно­жить на MC_1 умно­жить на ко­си­нус \angle BMC_1 рав­но­силь­но
 рав­но­силь­но левая круг­лая скоб­ка a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те = левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те плюс левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус 2 умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка умно­жить на левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: a ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 5 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка ко­си­нус \angle BMC_1 рав­но­силь­но ко­си­нус \angle BMC_1 = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Таким об­ра­зом, угол между пря­мы­ми B1K и BM равен  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

 

Ответ:  арк­ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 5 конец дроби .

Классификатор алгебры: 1.5. Угол между пря­мы­ми, 3.8. Куб
Методы алгебры: Тео­ре­ма Пи­фа­го­ра, Тео­ре­ма ко­си­ну­сов