Проверим, лежит ли точка А(5,-3) на какой-либо заданной высоте. Подставим координаты этой точки в уравнения высот. Если равенство получим верное, то точка лежит на прямой.
Точка А(5,-3) не лежит ни на одной высоте. Для определённости, пусть высота BN имеет уравнение 2х-у-1=0, а высота СМ: 13х+4у-7=0.
BN⊥AC ⇒ направляющий вектор для АС равен нормальному вектору для BN: 
.
Точка А(5,-3)∈АС и уравнение АС имеет вид:
CM⊥AB ⇒ направляющий вектор для АВ равен нормальному вектору для CМ: 
.
Точка А(5,-3)∈АВ и уравнение АВ имеет вид:
Координаты точки В найдём как точку пересечения АВ и BN, а координаты точки С найдём как точку пересечения АС и CM .
d(М, АВ) = d(M, BC) = 4 дм
d(M, AD) = d(M, СD) = 2√5 дм
d(M, BD) = 4 дм
d(M, AC) = 3√2 дм
Объяснение:
Расстояние от точки до прямой - длина перпендикуляра, проведенного из точки к этой прямой.
МВ - перпендикуляр к плоскости квадрата, а значит, и к любой прямой, лежащей в этой плоскости.
МВ⊥АВ, значит расстояние от точки М до прямой АВ
d(М, АВ) = МВ = 4 дм
МВ⊥ВС, значит
d(M, BC) = MB = 4 дм
МВ⊥BD, значит
d(M, BD) = MB = 4 дм
BA⊥AD как стороны квадрата,
ВА - проекция МА на плоскость, значит МА⊥AD по теореме о трех перпендикулярах, тогда
d(M, AD) = MA
Аналогично, ВС⊥CD как стороны квадрата, ВС - проекция МС на плоскость, значит МС⊥CD по теореме о трех перпендикулярах, тогда
d(M, СD) = MС
Если равны проекции наклонных, проведенных из одной точки, то равны и сами наклонные:
ВС = ВА (стороны квадрата), значит МС = МА.
Из прямоугольного треугольника АВМ по теореме Пифагора:
МА = √(АВ² + ВМ²) = √(4 + 16) = √20 = 2√5 дм
Итак,
d(M, AD) = d(M, СD) = 2√5 дм
Осталось найти расстояние от М до диагонали АС.
ВО⊥АС по свойству диагоналей квадрата,
ВО - проекция МО на плоскость квадрата, значит
МО⊥АС по теореме о трех перпендикулярах.
d(M, AC) = MO
BD = AB√2 =2√2 дм как диагональ квадрата,
BО = BD/2 = √2 дм (диагонали квадрата делятся точкой пересечения пополам)
Из прямоугольного треугольника МВО по теореме Пифагора:
МО = √(ВО² + ВМ²) = √(2 + 16) = √18 = 3√2 дм
d(M, AC) = 3√2 дм
Используем метод переноса.
Примем длину ребра пирамиды равной 4 (для удобства деления на части).
Так как у пирамиды все рёбра равны, то в основании квадрат 4х4, а боковые грани - правильные треугольники.
Заданные отрезки как высоты в правильных треугольниках равны между собой и равны 4*cos 30° = 4*(√3/2) = 2√3.
Перенесём отрезок MS точкой М в точку А, то есть на величину в 2 единицы. Точка S передвинется в точку S' так, что её проекция - это середина стороны АД.
Находим высоты точки S и точки К.
Диагональ АС = 4√2. Тогда треугольник АSС - прямоугольный, так как АS = SС = 4. Углы наклона боковых рёбер к основанию равны 45 градусов, поэтому высота пирамиды равна половине её диагонали основания, то есть 4√2/2 = 2√2.
Высота точки К равна половине этой величины, то есть √2.
Проекция отрезка S'K на основание равна (1/4) части диагонали, или √2.
Находим натуральную длину отрезка S'K как гипотенузу в прямоугольном треугольнике с одним катетом √2 и вторым, равным разности высот точек S' и К, то есть 2√2 - √2 = √2.
Отсюда видим, что длина отрезка S'K равна 2.
Все стороны треугольника S'АK определились и находим искомый угол между заданными отрезками как угол А в равнобедренном треугольнике со сторонами 2 по 2√3 и 2.
Этот угол равен 2arc sin(1/(2√3)) = 0,585686 радиан или 33,55731 градуса.