прямоугольние треугольники MKN (M=90) и MKP (K=90) имеет общий катет KM а точки N и P лежат в разных полуплоскостях относительно прямой KM. Докажите что если KN=MP то прямые KN и MP параллельны
Точки L и N лежат на ребрах SG и SE соответственно, причем SL = 3, SN = 3. Точка Т - середина ребра SF.
Найдите:
а) точку Y1 пересечения прямой TL и плоскости EFG;
б) точку Y2 пересечения прямой TN и плоскости EFG;
в) длину отрезка Y1Y2;
г) точку пересечения прямой TN и плоскости ELF;
д) прямую пересечения плоскостей LY1Y2 и NFE;
е) отношение, в котором плоскость LY1Y2 делит отрезок SE, считая от точки S.
Определение: Тетраэдр называется правильным, если все его грани - равносторонние треугольники.
а) точка Y1 должна лежать на линии пересечения плоскостей GSF и EFG, так как прямая TL лежит в плоскости GSF. Для ее нахождения продлим прямую TL за точку Т до пересечения с продолжением прямой GE (линии пересечения плоскостей GSF и EFG.
б) точка Y2 должна лежать на линии пересечения плоскостей ЕSF и EFG, так как прямая TN лежит в плоскости ESF. Для ее нахождения продлим прямую TN за точку Т до пересечения с продолжением прямой EF (линии пересечения плоскостей ESF и EFG.
в) Проведем в грани GSF прямую LH параллельно ребру SF. Треугольник GLH подобен треугольнику GSF, следовательно он правильный и LH = GL = 9 ед. Треугольники LHY1 и TFY1 также подобны с коэффициентом подобия k = TF/LH = 6/9 = 2/3. Тогда FY1/HY1 = 2/3 => FY1/(FY1+HF) = 2/3. HF = 3 (HF=SL, так как LH║SF) => FY1 = 6 ед.
Аналогично и для грани ESF => FY2 = 6 ед.
Треугольник Y1FY2 равнобедренный с углом при вершине F равным 60° (он вертикальный с углом EFG правильного треугольника EFG). Следовательно, это правильный треугольник и его сторона
Y1Y2 = Y1F = Y2F = 6 ед.
г) точка пересечения прямой TN и плоскости ELF - это точка Y2, так как плоскости ELF и ESF пересекаются по прямой EF, следовательно, прямая TN, лежащая в плоскости ESF, пересечет плоскость ELF в точке Y2 на линии пересечения этих плоскостей.
д) прямая пересечения плоскостей LY1Y2 и NFE - это прямая TY2 (NY2), так как точки Т и Y2 принадлежaт плоскости NFE (SEF) и плоскости LY1Y2.
е) точка N принадлежит плоскости LY1Y2, так как эта плоскость определяется как единственная пересекающимися прямыми LY1 и NY2. SN = 3, а SE = 12(дано), значит NE = 12 -3 =9). Следовательно, плоскость LY1Y2 делит отрезок SE в отношении SN/NE = 1:3, считая от точки S.
P.S. Пункт в) можно решить по теореме Менелая.
Для треугольника GSF и секущей LY1 имеем:
(GL/LS)*(ST/TF)*(FY1/Y1G) = 1. Подставим известные значения:
(9/3)*(6/6)*(FY1/Y1G) = 1 => FY1/Y1G = 1/3. Или
FY1/(12+FY1) = 1/3. => FY1 = 6 ед.
Аналогично для треугольника ESF и секущей NY2 получаем
Найдем координаты точки D (медианы стороны ВС): Xd=(3+4)/2=3,5. Yd=(1-2)/2=-0,5. D(3,5;-0,5). Вектор AD{Xd-Xa;Yd-Ya} или AD{2,5;-3,5}. Модуль вектора |AD|=√(6,25+12,25)=√18,5. Уравнение прямой ВС: (X-Xb)/(Xc-Xb)=(Y-Yb)/(Yc-Yb) или (X-4)/(-1)=(Y-1)/(-3) - каноническое уравнение. Уравнение прямой ВС в общем виде Ax+By+C=0: 3х-y-11=0, где А=3, В=-1, С=-11. Вектор нормали прямой - это перпендикуляр к прямой. Координаты вектора нормали из уравнения прямой ВС: n={А;В}={3;-1}. Этот же вектор - направляющий вектор для прямой АЕ. Формула для уравнения прямой, проходящей через точку А(1;3) и имеющей направляющий вектор р{3;-1}, то есть уравнение прямой АЕ: (X-1)/3=(Y-3)/-1 - каноническое уравнение. х+3y-10=0 - общее уравнение прямой АЕ. Найдем точку пересечения прямых АЕ и ВС: Система двух уравнений: 3х-y-11=0 и х+3y-10=0. Решаем систему и имееи: Х=4,3 и Y=1,9/ То есть точка Е(4,3;1,9). Тогда вектор АЕ{3,3;-1,1}. Модуль вектора |AE|=√(10,89+1,21)=√12,1. Угол между векторами AD и ВЕ: Cosα=(Xad*Xae+Yad*Yae)/(√18,5*√12,1)≈ 12,1/14,96 ≈ 0,809. ответ: угол между векторами равен arccos(0,809. или α≈36°.
Второй вариант: Находим точку D(3,5;-0,5). Вектор AD{2,5;-3,5}. Медиана (Модуль вектора) |AD|=√(6,25+12,25)=√18,5. (смотри первый вариант). Находим площадь треугольника по координатам его вершин по формуле (по формуле Герона, когда стороны - сплошные корни не хочется решать): S=(1/2)|(Xa-Xc)*(Yb-Yc)-(Xb-Xc)(Ya-Yc)| или в нашем случае: S=(1/2)|(1-3)*(1+2)-(4-3)(3+2)|= 5,5. Находим длину стороны ВС: |BC|=√[(Xc-Xb)²+(Yc-Yb)²] или BC=√[(-1)²+(-3)²] =√10. Тогда высота треугольника АЕ=2*S/ВС= 11√10/10. Угол между высотой АЕ и медианой AD определяем по косинусу угла <DAE в прямоугольном треугольнике АDE: Cos(<DAE)=AD/AE или Cos(<DAE)=11√10/(10*√18,5) =11√185/185 ≈ 0,809. ответ: угол равен arccos(0,809) или <DAE≈36°.
Объяснение:
Дан правильный тетраэдр EPGS, у которого EF = 12.
Точки L и N лежат на ребрах SG и SE соответственно, причем SL = 3, SN = 3. Точка Т - середина ребра SF.
Найдите:
а) точку Y1 пересечения прямой TL и плоскости EFG;
б) точку Y2 пересечения прямой TN и плоскости EFG;
в) длину отрезка Y1Y2;
г) точку пересечения прямой TN и плоскости ELF;
д) прямую пересечения плоскостей LY1Y2 и NFE;
е) отношение, в котором плоскость LY1Y2 делит отрезок SE, считая от точки S.
Определение: Тетраэдр называется правильным, если все его грани - равносторонние треугольники.
а) точка Y1 должна лежать на линии пересечения плоскостей GSF и EFG, так как прямая TL лежит в плоскости GSF. Для ее нахождения продлим прямую TL за точку Т до пересечения с продолжением прямой GE (линии пересечения плоскостей GSF и EFG.
б) точка Y2 должна лежать на линии пересечения плоскостей ЕSF и EFG, так как прямая TN лежит в плоскости ESF. Для ее нахождения продлим прямую TN за точку Т до пересечения с продолжением прямой EF (линии пересечения плоскостей ESF и EFG.
в) Проведем в грани GSF прямую LH параллельно ребру SF. Треугольник GLH подобен треугольнику GSF, следовательно он правильный и LH = GL = 9 ед. Треугольники LHY1 и TFY1 также подобны с коэффициентом подобия k = TF/LH = 6/9 = 2/3. Тогда FY1/HY1 = 2/3 => FY1/(FY1+HF) = 2/3. HF = 3 (HF=SL, так как LH║SF) => FY1 = 6 ед.
Аналогично и для грани ESF => FY2 = 6 ед.
Треугольник Y1FY2 равнобедренный с углом при вершине F равным 60° (он вертикальный с углом EFG правильного треугольника EFG). Следовательно, это правильный треугольник и его сторона
Y1Y2 = Y1F = Y2F = 6 ед.
г) точка пересечения прямой TN и плоскости ELF - это точка Y2, так как плоскости ELF и ESF пересекаются по прямой EF, следовательно, прямая TN, лежащая в плоскости ESF, пересечет плоскость ELF в точке Y2 на линии пересечения этих плоскостей.
д) прямая пересечения плоскостей LY1Y2 и NFE - это прямая TY2 (NY2), так как точки Т и Y2 принадлежaт плоскости NFE (SEF) и плоскости LY1Y2.
е) точка N принадлежит плоскости LY1Y2, так как эта плоскость определяется как единственная пересекающимися прямыми LY1 и NY2. SN = 3, а SE = 12(дано), значит NE = 12 -3 =9). Следовательно, плоскость LY1Y2 делит отрезок SE в отношении SN/NE = 1:3, считая от точки S.
P.S. Пункт в) можно решить по теореме Менелая.
Для треугольника GSF и секущей LY1 имеем:
(GL/LS)*(ST/TF)*(FY1/Y1G) = 1. Подставим известные значения:
(9/3)*(6/6)*(FY1/Y1G) = 1 => FY1/Y1G = 1/3. Или
FY1/(12+FY1) = 1/3. => FY1 = 6 ед.
Аналогично для треугольника ESF и секущей NY2 получаем
FY2 = 6 ед.