Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Тип 9 № 279
i

Угол между со­сед­ни­ми гра­ня­ми пра­виль­ной ше­сти­уголь­ной пи­ра­ми­ды равен α. Най­ди­те угол, ко­то­рый бо­ко­вая грань со­став­ля­ет с плос­ко­стью ос­но­ва­ния.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Изоб­ра­зим ше­сти­уголь­ную пи­ра­ми­ду SABCDEF (см. рис.). Точка О  — центр ос­но­ва­ния. По­стро­им ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла при бо­ко­вом ребре. В плос­ко­сти бо­ко­вой грани ASB про­ведём пер­пен­ди­ку­ляр AK к ребру SB. Со­еди­ним точки C и K. Тре­уголь­ни­ки SKA и SKC равны по двум сто­ро­нам и углу между ними: сто­ро­на SK  — общая, сто­ро­ны SA и SC равны как бо­ко­вые ребра пра­виль­ной пи­ра­ми­ды, углы ASK и CSK равны как плос­кие углы при вер­ши­не пра­виль­ной пи­ра­ми­ды. Со­от­вет­ствен­ные эле­мен­ты рав­ных тре­уголь­ни­ков равны, по­это­му  AK = KC, а зна­чит, тре­уголь­ник AKC  — рав­но­бед­рен­ный. Кроме того,  \angle SKC = \angle SKA = 90 гра­ду­сов, то есть пря­мые AK и CK суть пер­пен­ди­ку­ля­ры к ребру дву­гран­но­го угла между плос­ко­стя­ми SBA и SBC, а по­то­му угол AKC  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла при бо­ко­вом ребре. Это и есть угол α.

Про­ведём апо­фе­му SL бо­ко­вой грани ASB и ра­ди­ус впи­сан­ной в ос­но­ва­ние окруж­но­сти OL. Пря­мая ОL яв­ля­ет­ся про­ек­ци­ей на­клон­ной SL на плос­кость ос­но­ва­ния. По тео­ре­ме о трёх пер­пен­ди­ку­ля­рах из вза­им­ной пер­пен­ди­ку­ляр­но­сти пря­мых OL и AB сле­ду­ет вза­им­ная пер­пен­ди­ку­ляр­ность пря­мых SL и AB. Сле­до­ва­тель­но, пря­мые SL и OL суть пер­пен­ди­ку­ля­ры к ребру дву­гран­но­го угла между плос­ко­стя­ми ASB и ABC, а по­то­му угол SLO  — ли­ней­ный угол дву­гран­но­го угла при ос­но­ва­нии. Обо­зна­чим его β.

За­пи­шем фор­му­лы для пло­ща­ди тре­уголь­ни­ков ASB и SNB:

 S_ASB = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SB умно­жить на AK = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SL умно­жить на AB,

 S_SNB = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SB умно­жить на NK = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 конец дроби SO умно­жить на NB.

Вы­ра­зим из этих фор­мул длину бо­ко­во­го ребра SB, по­лу­чим:

 SB = дробь: чис­ли­тель: SL умно­жить на AB, зна­ме­на­тель: AK конец дроби ,

 SB = дробь: чис­ли­тель: SO умно­жить на NB, зна­ме­на­тель: NK конец дроби .

Сле­до­ва­тель­но,

 дробь: чис­ли­тель: SL умно­жить на AB, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: SO умно­жить на NB, зна­ме­на­тель: NK конец дроби рав­но­силь­но дробь: чис­ли­тель: NK, зна­ме­на­тель: AK конец дроби = дробь: чис­ли­тель: NB, зна­ме­на­тель: AB конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: SO, зна­ме­на­тель: SL конец дроби рав­но­силь­но ко­си­нус \angle NKC = ко­си­нус \angle NBC умно­жить на синус \angleSLO.

Таким об­ра­зом,

 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = ко­си­нус 60 гра­ду­сов синус бета рав­но­силь­но бета = арк­си­нус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .

Ответ:  арк­си­нус левая круг­лая скоб­ка 2 ко­си­нус дробь: чис­ли­тель: альфа , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка .


Аналоги к заданию № 278: 279 Все

Справка: Дву­гран­ный угол между плос­ко­стя­ми