а) Постройте плоскость, проходящую через точки K, L и М - для этого надо просто соединить эти точки.
б) Найдите угол между этой плоскостью и плоскостью основания АВС. Продлим отрезки КМ и KL до пересечения с плоскостью АВС. Для этого достаточно продлить стороны АС и АВ. Точки пресечения - это Д и Е. Примем длину отрезка АК за 1. Из треугольника АКД отрезок АД = 1 / tg 60 = 1 / √3. Аналогично АЕ = 1 / tg 45 = = 1 / 1 = 1. Угол ЕАД равен 60 градусов (по заданию). По теореме косинусов Находим гипотенузы в треугольниках АКД и АКЕ. КЕ = √(1²+1²) = √2 (острые углы по 45 градусов). Теперь определены 3 стороны в треугольнике КЕД, угол наклона которого к плоскости АВС надо найти. Для этого двугранный угол между основой и треугольником КДЕ надо рассечь плоскостью, перпендикулярной их линии пересечения ЕД. Находим высоты в треугольниках АЕД и КЕД по формуле: АЕ ДЕ АД p 2p S = 1 0.8694729 0.5773503 1.2234116 2.446823135 0.25 haе hде hад 0.5 0.57506 0.86603
КЕ ДЕ КД p 2p S = 1.4142136 0.869473 1.154701 1.719194 3.43839 0.501492 hке hде hкд 0.7092 1.15356 0.86861. Отношение высот hде и hде - это косинус искомого угла: cos α = 0.57506 / 1.15356 = 0.498510913. ответ: α = 1.048916149 радиан = 60.09846842°.
Что тут рисовать? Все очень просто - есть две параллельные прямые (можете их сразу нарисовать - они заданы в задаче, отрезок AB и прямая, ему параллельная). Надо выбрать точку в любом месте С ДРУГОЙ СТОРОНЫ от прямой, чем отрезок AB (к примеру, AB снизу от прямой, а точку надо выбрать в любом месте сверху). Пусть это точка M. Теперь Надо провести MA и MB. Эти прямые пересекут прямую в точках A1 и B1. Затем проводятся диагонали получившейся трапеции AB1 и BA1; они пересекаются в точке O. И наконец, проводится прямая MO, она поделит AB пополам (и A1B1 - тоже). Все операции - это "провести прямую через 2 точки", циркуль тут не нужен, только линейка.
Кстати, на мой взгляд, "базовая задача" должна формулироваться иначе "Пусть в произвольном треугольнике проведена медиана к выбранной стороне. На медиане выбрана произвольная точка, и проведены прямые через эту точку и концы выбранной стороны до пересечения с другими сторонами. Доказать, что прямая, соединяющая концы этих отрезков, параллельна выбранной стороне" (то ,что этот отрезок делится пополам медианой, можно не упоминать - это само собой разумеется). Доказывается это моментально - аналогично теореме Чевы (можно просто на неё сослаться - из того, что одна сторона делится чевианой пополам, сразу получается, что две другие делят стороны в равных отношениях - и это всё доказательство). Хотя это дело вкуса. Обе задачи равноценны, поскольку обратная задача очевидно верна, ведь через точку можно провести только одну прямую параллельно другой прямой.
б) Найдите угол между этой плоскостью и плоскостью основания АВС.
Продлим отрезки КМ и KL до пересечения с плоскостью АВС. Для этого достаточно продлить стороны АС и АВ.
Точки пресечения - это Д и Е.
Примем длину отрезка АК за 1.
Из треугольника АКД отрезок АД = 1 / tg 60 = 1 / √3.
Аналогично АЕ = 1 / tg 45 = = 1 / 1 = 1.
Угол ЕАД равен 60 градусов (по заданию).
По теореме косинусов
Находим гипотенузы в треугольниках АКД и АКЕ.
КЕ = √(1²+1²) = √2 (острые углы по 45 градусов).
Теперь определены 3 стороны в треугольнике КЕД, угол наклона которого к плоскости АВС надо найти.
Для этого двугранный угол между основой и треугольником КДЕ надо рассечь плоскостью, перпендикулярной их линии пересечения ЕД.
Находим высоты в треугольниках АЕД и КЕД по формуле:
АЕ ДЕ АД p 2p S =
1 0.8694729 0.5773503 1.2234116 2.446823135 0.25
haе hде hад
0.5 0.57506 0.86603
КЕ ДЕ КД p 2p S =
1.4142136 0.869473 1.154701 1.719194 3.43839 0.501492
hке hде hкд
0.7092 1.15356 0.86861.
Отношение высот hде и hде - это косинус искомого угла:
cos α = 0.57506 / 1.15356 = 0.498510913.
ответ: α = 1.048916149 радиан = 60.09846842°.