В правильной шестиугольной призме $ABCDEFA_1B_1C_1D_1E_1F_1$ все ребра равны $\sqrt{аргумента: 2} аргумента$ Найдите угол между плоскостями $BCD_1$ и $ABC_1$
💡 Пошаговый разбор и решение:
[рис.] Решение:
Введем декартову систему координат. Ось x направим по прямой AE, ось $у$ — по AB, ось z — по прямой $A_1$ Координаты необходимых точек:
$B ( 0; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ;0 ) , C ( \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} ; \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} ;0 ) , D_1 ( $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента )$ $B ( 0; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ;0 ) , C_1 ( \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} ; \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента )$
Составим уравнение плоскости $BCD_1$
$$$\begin{cases} новая строка $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента b + d=0 \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a + \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} b + d=0 \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента b + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c + d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a - \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} \cdot \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} + d=0 \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a - $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c + d=0 \end{cases}$$ . = сильно$
[рис.]
$ = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a= $\frac{d}{2}$ \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка a= \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \\[6pt] новая строка d + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$$ $ = сильно$ $$$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка a= \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \\[6pt] новая строка c= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} . \end{cases}$$$
Таким образом, уравнение плоскости $BCD_1$ выглядит так: $\frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} x - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} y - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} z + d=0$ или $x - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента y - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента z + $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =0$ Нормальный вектор этой плоскости имеет вид: $\overset\to \mathopn_1 ( 1; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента )$
Теперь составим уравнение плоскости $ABC_1$
$$$\begin{cases} новая строка d=0 \\[6pt] новая строка b=0 \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$ . = сильно$ $$$\begin{cases} новая строка d=0 \\[6pt] новая строка b=0 \\[6pt] новая строка a= - \frac{2c}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} . \end{cases}$$$
$ - \frac{2c}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} x + cz=0 = сильно \frac{2}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} x - z=0 = сильно 2x - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента z=0$
Нормальный вектор этой плоскости: $\overset\to \mathopn_2 ( 2;0; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента )$
Искомый угол $\varphi$ равен углу между векторами $\overset\to \mathopn_1$ и $\overset\to \mathopn_2$
$\cos \varphi = \frac{\left| 1 \cdot 2 - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot 0 + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента |}{$\sqrt{аргумента: 1 + 3 + 3}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 4 + 0 + 3}$ аргумента} = $\frac{5}{7}$ = сильно \varphi = \arccos \frac{5}{7}$
Ответ: $\arccos \frac{5}{7}$
Введем декартову систему координат. Ось x направим по прямой AE, ось $у$ — по AB, ось z — по прямой $A_1$ Координаты необходимых точек:
$B ( 0; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ;0 ) , C ( \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} ; \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} ;0 ) , D_1 ( $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента )$ $B ( 0; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента ;0 ) , C_1 ( \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} ; \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} ; $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента )$
Составим уравнение плоскости $BCD_1$
$$$\begin{cases} новая строка $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента b + d=0 \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a + \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} b + d=0 \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента b + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c + d=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a - \frac{3 $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента}{2} \cdot \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} + d=0 \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a - $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента \cdot \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c + d=0 \end{cases}$$ . = сильно$
[рис.]
$ = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a= $\frac{d}{2}$ \\[6pt] новая строка $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$ . = сильно $$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка a= \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \\[6pt] новая строка d + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$$ $ = сильно$ $$$\begin{cases} новая строка b= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} \\[6pt] новая строка a= \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} \\[6pt] новая строка c= - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} . \end{cases}$$$
Таким образом, уравнение плоскости $BCD_1$ выглядит так: $\frac{d}{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента} x - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} y - \frac{d}{$\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента} z + d=0$ или $x - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента y - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента z + $\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента =0$ Нормальный вектор этой плоскости имеет вид: $\overset\to \mathopn_1 ( 1; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента ; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента )$
Теперь составим уравнение плоскости $ABC_1$
$$$\begin{cases} новая строка d=0 \\[6pt] новая строка b=0 \\[6pt] новая строка \frac{$\sqrt{аргумента: 6}$ аргумента}{2} a + $\sqrt{аргумента: 2}$ аргумента c=0 \end{cases}$$ . = сильно$ $$$\begin{cases} новая строка d=0 \\[6pt] новая строка b=0 \\[6pt] новая строка a= - \frac{2c}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} . \end{cases}$$$
$ - \frac{2c}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} x + cz=0 = сильно \frac{2}{$\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента} x - z=0 = сильно 2x - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента z=0$
Нормальный вектор этой плоскости: $\overset\to \mathopn_2 ( 2;0; - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента )$
Искомый угол $\varphi$ равен углу между векторами $\overset\to \mathopn_1$ и $\overset\to \mathopn_2$
$\cos \varphi = \frac{\left| 1 \cdot 2 - $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot 0 + $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 3}$ аргумента |}{$\sqrt{аргумента: 1 + 3 + 3}$ аргумента \cdot $\sqrt{аргумента: 4 + 0 + 3}$ аргумента} = $\frac{5}{7}$ = сильно \varphi = \arccos \frac{5}{7}$
Ответ: $\arccos \frac{5}{7}$
Правильный ответ:
$арккосинус дробь: числитель: 5, знаменатель: 7 конец дроби$
📚 Похожие разобранные задания по предмету:
ID 66829 • Задание №10
Сторона основания правильной шестиугольной пирамиды SABCDEF равна 6. Боковое ребро наклонено к основанию под у...
ID 70130 • Задание №17
Вершины ромба расположены (по одной) на сторонах параллелограмма.
а) Докажите, что центры ромба и параллелогр...
Официальные критерии проверки ФИПИ:
Критерии проверки:
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
Критерии оценивания выполнения задания | Баллы
Обоснованно получен верный ответ. | 2
Решение содержит обоснованный переход к планиметрической задаче, но получен неверный ответ или решение не закончено
ИЛИ
при правильном ответе решение недостаточно обосновано. | 1
Решение не соответствует ни одному из критериев, перечисленных выше. | 0
🔗 Другие задания линии №10 по предмету Математика. Профильный уровень:
ID 66389
В 2008 году в городском квартале проживало $40 \thinspace 000$ человек. В 2009 году, в результа...
ID 66390
В понедельник акции компании подорожали на некоторое количество процентов, а во вторник подешев...
ID 66391
Четыре одинаковые рубашки дешевле куртки на 8%. На сколько процентов пять таких же рубашек доро...
ID 66392
Семья состоит из мужа, жены и их дочери студентки. Если бы зарплата мужа увеличилась вдвое, общ...
ID 66393
Цена холодильника в магазине ежегодно уменьшается на одно и то же число процентов от предыдущей...