1. Расстояние от точки до прямой
Дано:
SC ⊥ плоскости △ABC
△ABC - прямоугольный, ∠B = 90°
AC = 73 см
SC = 16 см
AB = 5 см
Найти: расстояние от S до AB.
Решение:
- Так как SC перпендикулярно плоскости △ABC, то SC перпендикулярно любой прямой, лежащей в этой плоскости. Следовательно, SC ⊥ AB.
- Рассмотрим прямоугольный △ASC. Он прямоугольный, так как SC ⊥ AC.
- По теореме Пифагора найдем AS: \( AS^2 = SC^2 + AC^2 \)
- \( AS^2 = 16^2 + 73^2 \)
- \( AS^2 = 256 + 5329 \)
- \( AS^2 = 5585 \)
- \( AS = \sqrt{5585} \) см.
- Теперь рассмотрим △ASB. Он прямоугольный, так как AB ⊥ SC.
- По теореме Пифагора найдем SB: \( SB^2 = SC^2 + AB^2 \)
- \( SB^2 = 16^2 + 5^2 \)
- \( SB^2 = 256 + 25 \)
- \( SB^2 = 281 \)
- \( SB = \sqrt{281} \) см.
- Расстояние от точки S до прямой AB — это длина перпендикуляра, опущенного из S на прямую AB. В данном случае таким перпендикуляром является SB, поскольку AB ⊥ SC, и SB является гипотенузой прямоугольного треугольника ASB.
Ответ: \( \sqrt{281} \) см.
2. Угол между плоскостью и прямой
Дано:
Плоскость B проходит через сторону MN.
KL — прямая.
Угол между KL и плоскостью B равен 30°.
MK = 12 см
KN = B см
MN = 5 см
Найти: синус угла между плоскостью B и KL.
Решение:
- Угол между прямой и плоскостью — это угол между прямой и ее проекцией на эту плоскость.
- В условии сказано, что угол между KL и плоскостью B равен 30°.
- Следовательно, синус этого угла равен \( \sin(30°) \).
- \( \sin(30°) = \frac{1}{2} \).
- Данные о длинах сторон (MK, KN, MN) избыточны для решения данной задачи, так как угол уже дан.
Ответ: \( \frac{1}{2} \).
3. Площадь сечения куба
Дано:
ABCDA₁B₁C₁D₁ — куб.
K — середина ребра A₁D₁.
Ребро куба = 12 см.
Найти: площадь сечения куба, проходящего через точки B, C₁, K.
Решение:
- Построим сечение куба плоскостью, проходящей через точки B, C₁, K.
- Точки B и C₁ принадлежат плоскости грани BB₁C₁C.
- Точка K лежит на ребре A₁D₁.
- Проведем прямую через K параллельно AD (так как A₁D₁ || AD). Эта прямая пересечет A₁B₁ в точке, назовем ее L.
- Тогда KL || A₁D₁ || BC.
- Плоскость сечения проходит через B, C₁, K.
- Проведем прямую BC₁.
- Проведем прямую C₁K.
- Соединим точки B и K.
- Сечение представляет собой прямоугольник BCC₁K.
- Ребро куба равно 12 см.
- BC = 12 см (ребро куба).
- C₁C = 12 см (ребро куба).
- A₁D₁ = 12 см.
- K — середина A₁D₁, поэтому A₁K = KD₁ = 12/2 = 6 см.
- Рассмотрим прямоугольный треугольник C₁KD₁.
- По теореме Пифагора найдем C₁K: \( C₁K^2 = C₁D₁^2 + KD₁^2 \)
- \( C₁K^2 = 12^2 + 6^2 \)
- \( C₁K^2 = 144 + 36 \)
- \( C₁K^2 = 180 \)
- \( C₁K = \sqrt{180} = \sqrt{36 \cdot 5} = 6\sqrt{5} \) см.
- Площадь прямоугольника BCC₁K равна произведению его сторон: \( S = BC \cdot C₁K \)
- \( S = 12 \cdot 6\sqrt{5} \)
- \( S = 72\sqrt{5} \) см².
Ответ: \( 72\sqrt{5} \) см².