Для решения этой задачи мы будем использовать метод координат.
Дано:
- В тетраэдре ABCD, ∠ABD = ∠ABC = ∠DBC = 90°
- AB = 2, BD = 4, BC = 3
- F и K - середины ребер AD и BC соответственно
Чтобы найти угол между прямой FK и плоскостью грани ABD, нам нужно:
1. Найти уравнение прямой FK
2. Найти уравнение плоскости грани ABD
3. Вычислить угол между прямой FK и нормалью к плоскости ABD
Решение:
1. Уравнение прямой FK:
Координаты точки F: F(1, 2, 0)
Координаты точки K: K(2, 1.5, 1.5)
Уравнение прямой FK: (x - 1) / (2 - 1) = (y - 2) / (1.5 - 2) = (z - 0) / (1.5 - 0)
2. Уравнение плоскости грани ABD:
Координаты точек A(0, 0, 0), B(2, 0, 0), D(0, 4, 0)
Нормальный вектор к плоскости: n = (B - A) × (D - A) = (2, 0, 0) × (0, 4, 0) = (0, 0, 8)
Уравнение плоскости: 0x + 0y + 8z = 0
3. Вычисление угла между прямой FK и плоскостью ABD:
Угол между прямой и плоскостью равен углу между прямой и нормалью к плоскости.
Вектор направления прямой FK: v = K - F = (1, -0.5, 1.5)
Скалярное произведение вектора v и нормали n: v ⋅ n = 1 ⋅ 0 + (-0.5) ⋅ 0 + 1.5 ⋅ 8 = 12
Модуль вектора v: |v| = √(1² + (-0.5)² + 1.5²) = √(1 + 0.25 + 2.25) = √3.5
Модуль вектора n: |n| = √(0² + 0² + 8²) = 8
Синус угла между прямой FK и плоскостью ABD:
sin(∠(FK, ABD)) = (v ⋅ n) / (|v| ⋅ |n|) = 12 / (√3.5 ⋅ 8) = 12 / (4√3.5) = 3/√3.5
Таким образом, синус угла между прямой FK и плоскостью грани ABD равен 3/√3.5.[1][2][3][4][5]
[1]
https://liaign.ucoz.ru/magistratura/olimp_zadachi_matem_zanatia_18_19.pdf [2] https://reshimvse.com/zadacha.php?id=12242
[3]
https://www.slideshare.net/slideshow/ss-33989091/33989091 [4] https*://vipgdz.com/10-klass/geometriya/atanasyan-l-s/zadanie-470
[5] https*://reshak.ru/otvet/otvet6.php?otvet1=470&var=1var
с рисунком, пожалуйста