Дан куб ABCDA,B,C,D, (рис. 14.18). 1) Среди приведённых углов укажите линейный угол двугранного угла, грани которого принадлежат плоскостям АВС и АВС₁: a) ZA₁AB; 2) Найдите 6) ZA₁AB₁; B) ∠B₁DA; г) ∠B₁АВ; д) ∠B₁DB. величину указанного двугранного угла.
Для решения задачи, обратим внимание на геометрические свойства куба и его граней.
### Шаг 1: Определение линейного угла
1. **Линейный угол двугранного угла** – это угол, образованный двумя пересекающимися плоскостями. В вашем случае грани, принадлежащие плоскостям ABC и ABC₁, формируют двугранный угол, где одна грань – это плоскость ABC (основание), а другая – плоскость ABC₁ (грань куба, параллельная основанию).
2. **Углы, представленные в задаче:**
- a) ZA₁AB
- B) ∠B₁DA
- г) ∠B₁АВ
- д) ∠B₁DB
Из этих углов линейным углом является угол, который непосредственно подходит под определение линейного угла между указанными гранями. В данном случае это угол a) ZA₁AB, так как он формируется между плоскостью ABC и плоскостью ABC₁.
### Шаг 2: Определение величины двугранного угла
Чтобы найти величину угла ZA₁AB:
1. **Определение координат вершин куба:**
- Положим, что куб ABCDA,B,C,D имеет вершинные координаты:
- A(0, 0, 0)
- B(1, 0, 0)
- C(1, 1, 0)
- D(0, 1, 0)
- A₁(0, 0, 1)
- B₁(1, 0, 1)
- C₁(1, 1, 1)
- D₁(0, 1, 1)
2. **Нормали к плоскостям:**
- Плоскость ABC можно описать вектором нормали, который перпендикулярен двум векторами, образованными точками A, B и C:
- AB = B - A = (1, 0, 0)
- AC = C - A = (1, 1, 0)
- Используем векторное произведение:
\[
N_1 = AB \times AC = (1,0,0) \times (1,1,0) = (0,0,1)
\]
- Для плоскости ABC₁ нормаль также можно найти:
- AB = B - A = (1, 0, 0)
- AA₁ = A₁ - A = (0, 0, 1)
- Векторное произведение:
\[
N_2 = AB \times AA₁ = (1,0,0) \times (0,0,1) = (0,-1,0)
\]
3. **Угол между плоскостями:**
- Для нахождения угла между ними используем скалярное произведение нормалей:
\[
\cos \theta = \frac{N_1 \cdot N_2}{|N_1| |N_2|} = \frac{(0,0,1) \cdot (0,-1,0)}{|(0,0,1)| \cdot |(0,-1,0)|} = 0
\]
- Так как косинус угла равен 0, величина угла составляет 90 градусов.
### Ответ:
1. Линейный угол между плоскостями A, B, C и A, B, C₁ – это угол ZA₁AB.
2. Величина указанного двугранного угла составляет 90 градусов.