Мне очень понравился коротенький документ в предыдущем решении, я вдохновился :) и сделал свой вариант. Пусть начало координат находится в центре основания, а вершины лежат в точках А(1,0,0) B(0,-1,0) C(-1,0,0) D(0,1,0) S(0,0,1); ребра такой пирамиды равны √2, а не 1, но угол между плоскостями от этого не зависит. Плоскость SAD отсекает на осях отрезки (ориентированные) 1,1,1, поэтому её уравнение x + y + z = 1; перпендикулярный этой плоскости вектор (1,1,1). Для плоскости BCF известно, что она отсекает на оси X отрезок -1 и на оси Y тоже. Осталось выяснить, через какую точку на оси Z она проходит. В треугольнике BSD BF и SO – медианы, поэтому точка их пересечения отсекает от SO отрезок SO/3 = 1/3, и BF принадлежит плоскости BCF, то есть эта плоскость проходит через точку (0,0,1/3). Отсюда уравнение плоскости BCF: -x - y + 3z = 1; перпендикулярный ей вектор (-1,-1, 3); Угол между векторами (1,1,1) и (-1,-1,3) и есть искомый угол. Модули векторов √3 и √11; скалярное произведение (-1 -1 + 3) =1; поэтому косинус угла равен 1/√33;
Примечание Если известно, что плоскость проходит через точки (a,0,0) (0,b,0) (0,0,c), то уравнение плоскости x/a + y/b + z/c = 1; доказать это элементарно, достаточно убедиться, что все три точки удовлетворяют этому уравнению, а через три точки можно провести только одну плоскость. Это называется уравнение плоскости "в отрезках".
В правильной четырехугольной пирамиде в основании лежит квадрат. В нашем случае это квадрат со стороной, равной 1. Тогда апофема (высота грани пирамиды) равна по Пифагору √(AS²-AH²), где АН - половина АD. Нам дано, что ВСЕ ребра пирамиды =1. Значит апофема равна √(1-1/4)=√3/2. Угол между плоскостями SAD и SBC - это угол между двумя противоположными гранями пирамиды, а значит это угол между их апофемами. Найдем синус угла между высотой пирамиды SO и апофемой грани SH. Он равен отношению половины стороны основания HO (противолежащий катет) к апофеме SH (гипотенузе), то есть 1/2:√3/2=1/√3=√3/3. Но это синус половины искомого угла. Косинус искомого угла находится по формуле: Cos2α=1-2*Sin²α. В нашем случае Coc2α=1-2*(√3/3)²=1-3/9=1-2/3=1/3. ответ: косинус между плоскостями SAD и SBC равен 1/3.
ответ: вариант в) в)