Сколько прямых, заданных вершинами куба
A
B
C
D
A
1
B
1
C
1
D
1
ABCDA
1
B
1
C
1
D
1
, параллельны плоскости
(
B
1
B
C
)
(B
1
BC)?
Запиши в поле ответа верное число.
Пояснение и решение:
- Плоскость через B1, B, C — это боковая грань куба, задаваемая x = 1 (в координатной схеме: 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)).
- Прямая, параллельная этой плоскости, имеет направление вдоль плоскости и перпендикулярна нормали к плоскости (нормаль к x = 1,0,0). Значит, dx = 0 для любой такой прямой; то есть оба конца прямой должны иметь одинаковое значение x.
- В кубе есть две группы вершин по x: с x = 0 и с x = 1. В каждой группе по 4 вершинам:
- x = 0: A, D, A1, D1
- x = 1: B, C, B1, C1
- Количество прямых, заданных двумя вершинами одной группы (любые пары из 4 вершин) равно C(4,2) = 6. Всего две группы, значит 6 + 6 = 12 прямых.
- Нет удвоения счёта, потому что в кубе не существует более чем двух вершин на одной прямой (нет тройной коллинеарности среди вершин с учетом данного ограничения).
Ответ: 12