Для начала давайте обозначим точки квадрата АБСД. Пусть квадрат расположен в координатной плоскости:
- A (0, 0, 0),
- B (2, 0, 0),
- C (2, 2, 0),
- D (0, 2, 0).
Вершина д квадрата, находясь на высоте 2 см, будет располагаться в точке:
- D' (1, 1, 2).
Теперь проведем перпендикуляр из вершины D’ к плоскости квадрата ABCD. Эта прямая будет идти вниз, а её основание будет находиться в точке К. Поскольку высота перпендикуляра равна 2 см, точка К будет также находиться между A и C. Итак, координаты точки К будут (1, 1, 0).
Теперь для нахождения площади треугольника АБК используем формулу:
\[ \text{Площадь} = \frac{1}{2} \cdot | \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AK} | \]
Сначала находим векторы:
- Вектор \(\overrightarrow{AB} = (2, 0, 0) - (0, 0, 0) = (2, 0, 0)\).
- Вектор \(\overrightarrow{AK} = (1, 1, 0) - (0, 0, 0) = (1, 1, 0)\).
Теперь найдем векторное произведение:
\[ \overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AK} = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ 2 & 0 & 0 \\ 1 & 1 & 0 \end{vmatrix} = (0*0 - 0*1) \mathbf{i} - (0*1 - 0*2) \mathbf{j} + (2*1 - 1*0) \mathbf{k} = (0, 0, 2). \]
Модуль этого вектора равен:
\[ |\overrightarrow{AB} \times \overrightarrow{AK}| = 2. \]
Теперь подставим в формулу для площади:
\[ \text{Площадь} = \frac{1}{2} \cdot 2 = 1 \text{ см}^2. \]
Итак, площадь треугольника АБК равна 1 см².