а б ц д а 1 б 1 ц 1 д 1 -прямой параллепипед, абцд- ромб, угол абц равен 120 °, аб равно 4, ц ц1 равно 2√2. найдите угол между дц-1 и плоскостью б-б-1 д-1.
Найдем угол между прямой DC1 и плоскостью B B1 D D1.
1) Зададим координаты в средней школе:
- Пусть B = (0, 0, 0). Пусть C расположен вдоль оси x на расстояние 4: C = (4, 0, 0).
- Угол ∠ABC = 120° и AB = BC = 4. Вектор BA по направлению к A должен образовать угол 120° с BC. Тогда A = (-2, 2√3, 0).
- Противолежащий угол в параллелепипеде: D = A + C = (2, 2√3, 0).
- Высота параллелепипеда: CC1 = 2√2, значит C1 = (4, 0, 2√2), и аналогично D1 = (2, 2√3, 2√2), B1 = (0, 0, 2√2).
2) Вектор направления прямой DC1:
- DC1 = C1 − D = (4−2, 0−2√3, 2√2−0) = (2, −2√3, 2√2).
3) Нормаль к плоскости B B1 D D1:
- Вектора BD и BB1:
BD = D − B = (2, 2√3, 0),
BB1 = B1 − B = (0, 0, 2√2).
- Вектор-нормаль n = BD × BB1. Вычисляя:
n ∝ (2√3, −2, 0). Можно привести к ||n|| без коэффициентов: n = (√3, −1, 0).
4) Угол α между DC1 и нормалью к плоскости:
- v · n = (2, −2√3, 2√2) · (√3, −1, 0) = 2√3 + 2√3 + 0 = 4√3.
- |v| = √(2^2 + (−2√3)^2 + (2√2)^2) = √(4 + 12 + 8) = √24 = 2√6.
- |n| = √((√3)^2 + (−1)^2 + 0^2) = √(3+1) = 2.
- cos α = |v · n| / (|v||n|) = 4√3 / (2√6 · 2) = √3 / √6 = 1/√2 ⇒ α = 45°.
5) Угол между линией и плоскостью:
- φ = 90° − α = 90° − 45° = 45°.
Ответ: угол между прямой DC1 и плоскостью B B1 D D1 равен 45°.