Відповідь:
Даны вершины пирамиды А (3; -1; 1), B (5; 2; -1), C (2; -2; 1), D (2; 7; 1).
а) угол между ребрами АВ и АС;
Вектор АВ={xB-xA, yB-yA, zB-zA} =(2; 3; -2). Модуль = √17 ≈ 4,123.
Вектор АC={xC-xA, yC-yA, zC-zA} = (-1; -1; 0). Модуль = √2 ≈ 1,414.
Их скалярное произведение равно -2 - 3 + 0 = -5.
cos a = |-5|/(√17*√2) = 5/√34 ≈ 0,8575.
Угол равен arc cos(5/√34) = 0,5404 радиан или 30,964 градуса.
б) площадь грани АВС равна половине модуля векторного произведения АВ на АС:
а1 а2 а3
a × b = {aybz - azby; azbx - axbz; axby - aybx}
Подставим координаты векторов, полученные выше:
a1 a2 a3 S =
-2 2 1 1,5 .
в) объем тетраэдра АВСD;
Надо ещё определить координаты вектора АД.
Вектор АD={xD-xA, yD-yA, zD-zA} = (-1; 8; 0). Модуль = √65 ≈ 8,0622.
Объем тетраэдра АВСD равен (1/6) смешанного произведения векторов (АВхАС) х (АД).
V = (1/6)*((-2)*(-1) + 2*8 + 1*0) = (1/6)*18 = 3 куб.ед.
г) уравнение плоскости АВС определяем по координатам точек.
Для составления уравнения плоскости используем формулу:
x - xA y - yA z - zA
xB - xA yB - yA zB - zA
xC - xA yC - yA zC - zA = 0
Подставим данные и упростим выражение:
x - 3 y - (-1) z - 1
5 - 3 2 - (-1) (-1) - 1
2 - 3 (-2) - (-1) 1 - 1 = 0
(x - 3) (y - (-1)) ( z - 1 )
2 3 -2
-1 -1 0 = 0
(x - 3)*3·0-(-2)·(-1) - (y - (-1))*2·0-(-2)·(-1) + (z - 1)*2·(-1)-3·(-1) = 0
(-2)(x - 3) + 2(y - (-1)) + 1(z - 1) = 0
-2x + 2y + z + 7 = 0
д) угол между ребром АD и гранью АВС;
sin b = (-2*-1+2*8+1*0)/(3*√65) = 18/(3√65) = 6/√65.
Угол равен 0,8393 радиан или 48,091 градуса.
е) уравнение высоты, опущенной из вершины D на грань АВС.
Прямая, проходящая через точку M0(x0;y0;z0) и перпендикулярная плоскости Ax + By + Cz + D = 0 имеет направляющий вектор (A;B;C).
Уравнение плоскости АВС: -2x + 2y + z + 7 = 0 .
Точка D = (2; 7; 1).
Уравнение высоты (x - 2)/-2 = (y - 7)/2 = (z - 1)/1.
Пояснення: Это одинаковые задачи, просто подставь свои числа
Нехай задано рівнобічну трапецію ABCD, основи паралельні AD||BC, сторони AB=CD рівні між собою, BH⊥AD, де BH=12 см – висота трапеції, опущена на сторону AD,
AH=5 см, HD=11 см, звідси AD=AH+HD=5+11=16 см.
Розглянемо прямокутний трикутник ABH (∠AHB=90) та знайдемо за формулою Піфагора гіпотенузу AB:
AB^2=AH^2+BH^2, звідси
Оскільки трапеція ABCD – рівнобічна, то відповіні сторони рівні CD=AB=13 см.
Опустимо ще одну висоту CK на сторону AD, тоді кут прямий CK⊥AD (∠CKD=90).
Розглянемо прямокутні трикутники ABH і KCD.
У них ∠BAH=∠CKD – як кути при основі AD у рівнобічній трапеції ABCD (за властивістю), і CD=AB=13 см.
Тому, за ознакою рівності прямокутних трикутників, трикутники ABH і KCD рівні (за гіпотенузою і гострим кутом), звідси слідує AH=KD=5 см.
Тоді у рівнобічній трапеції:
HK=HD-KD=11-5=6 см, тому BC=HK=6 см.
Знайдемо периметр рівнобічної трапеції ABCD:
P=AB+BC+CD+AD=13+6+13+6=48 см.
Відповідь: 48 см – В.
Приклад 32.12 Дві менші сторони прямокутної трапеції дорівнюють a, а один з її кутів – 450.
Визначити площу трапеції.
Обчислення: Наведемо рисунок прямокутної трапеції
У трапецію ABCD відомо: AD||BC, AB⊥AD, AB=BC=a – менші сторони трапеції, ∠ADC=45 (як єдиний гострий кут прямокутної трапеції).
Оскільки бічна сторона перпендикулярна до основи AB⊥AD, то AB=a – висота прямокутної трапеції.
Опустимо ще одну висоту CK на сторону AD, тобто CK⊥AD (∠CKD=90).
Очевидно, що вона також рівна заданій стороні CK=AB=a.
У прямокутному трикутнику KCD (∠CKD=90, ∠CDK=45), тому ∠DCK=45 (за сумою кутів трикутника), і робимо висновок,що трикутник ΔKCD – рівнобедрений.
Тобто, CK=DK=a (тут AK=BC=a як протилежні сторони квадрата ABCK).
Звідси AD=AK+KD=a+a=2a.
Знайдемо площу прямокутної трапеції:
Цю площу можна було знайти в легший б, розписавши як суму площ квадрата S[ABCK]=a^2 і прямокутного трикутника S[kcd]=a^2/2
Відповідь: 3/2•a^2 – Д.
Приклад 32.15 Точка O, яка є перетином діагоналей трапеції ABCD (AD||BC), ділить діагональ AC на відрізки AO=8 см і AC=4 см.
Знайти основу BC, якщо AD=14 см.
Обчислення: Нехай маємо трапецію ABCD, AD||BC, AD=14 см, AC=4 см, AO=8 см, де AC і BD – діагоналі трапеції ABCD, які перетинаються в точці O.
Розглянемо трикутники AOD і COB.
В них ∠AOD=∠COB як вертикальні.
∠OAD=∠OCB і ∠ADO=∠CBO як внутрішні різносторонні кути при перетині січною AC паралельних прямих AD і BC.
Звідси слідує, що ΔAOD~ΔCOB (тобто трикутники подібні за трьома кутами).
З цього слідує, що їх відповідні сторони пропорційні, тобто
звідси
Отже, BC=7 см – основа трапеції.
Відповідь: 7 см – В.
Приклад 32.16 Менша основа трапеції дорівнює 20 см. Точка перетину діагоналей віддалена від основ на 5 і 6 см.
Знайдіть площу трапеції.
Обчислення: До умови задано рисунок, який має вигляд
Для трапеції записуємо все що на момент прочитання умови відомо:
AD||BC, BC=20 см, MO=5 см, ON=8 см, де AC і BD – діагоналі трапеції ABCD, які перетинаються в точці O, MO та ON – відстані від точки O до основ трапеції BC і AD, відповідно (тобто MO⊥BC, ON⊥AD).
Розглянемо трикутники AOD і COB. В них ∠AOD=∠COB як вертикальні.
∠OAD=∠OCB і ∠ADO=∠ CBO як внутрішні різносторонні кути при перетині січною AC паралельних прямих AD і BC.
Звідси робимо висновок, що ΔAOD~ΔCOB (тобто трикутники подібні за трьома кутами).
З цього слідує, що їх відповідні сторони (а значить і висоти MO та ON цих трикутників) пропорційні, тобто
звідси
Оскільки MO⊥BC, ON⊥AD, то MN⊥AD (або MN⊥BC), звідси слідує, що MN – висота трапеції (тобто точки M, O і N лежать на одній прямій).
Отже, MN=MO+ON=5+6=11 см.
Знайдемо площу трапеції:
Відповідь: 242 см2 – Г.
