Question

Решить . болела много. не разобралась 1)в правильной шестиугольной призме все ребра равны 1 .найдите угол между прямой cc1 и плоскостью bde1 2)в кубе найдите cинус угла между прямой ab и плоскостью cb1d1

Answer 1

1. Построим полное сечение призмы плоскостью BDE1. Т.к. плоскость BDE1 пересекает параллельные плоскости ABCDEF и A1B1C1D1E1F1 по двум параллельным прямым, то ищем в плоскости A1B1C1D1E1F1 прямую параллельную BD и проходящую через точку E1.

Т.к. четырехугольник A1B1D1E1 - прямоугольник, то A1E1 || B1D1.

Т.к. четырехугольник BDD1B1 - прямоугольник, то BD || B1D1, откуда получаем, что A1E1 || B1D1.

Т.е. полным сечением призмы плоскостью BDE1 будет прямоугольник A1BDE1 (см. рис. 1)

Найдем проекцию прямой CC1 на плоскость  A1BDE1. Для этого в плоскости A1B1C1D1E1F1 опустим перпендикуляр C1O1 на отрезок A1E1, а в плоскости ABCDEF опустим перпендикуляр CO на отрезок BD.

Продолжим прямые CC1 и OO1 до пересечения в точке G.

Угол C1GO1 (см. рис. 2) и будет искомым углом между прямой CC1 и плоскостью BDE1. Найдем его.

CO найдем из равнобедренного треугольника BCD, в котором он является высотой проведенной к основанию. Боковые стороны CB = CD = 1. Угол при вершине BCD = 120° (ABCDEF - правильный шестиугольник), а значит ∠DBC = ∠BDC = 30°, откуда CO = CB / 2 = 1/2.

C1O1 = C1H + HO1 = CO + D1E1 = 1/2 + 1 = 3/2

В треугольнике O1OH сторона OH = CC1 = 1, а HO1 = D1E1 = 1, значит он равнобедренный и прямоугольный, откуда ∠HOO1 = 45°

Т.к. ΔHOO1 подобен ΔO1GC1, то ∠O1GC1 = ∠HOO1 = 45°,

т.е. угол между заданной прямой и плоскостью равен 45°

2. Для того, чтобы найти угол между плоскостью CB1D1 и прямой AB, найдем угол между этой плоскостью и прямой C1D1 параллельной прямой AB. (см. рис. 3)

Треугольник CD1B1 - равносторонний, т.к. все его стороны являются диагоналями равных квадратов со стороной 1.

Точка C1 равноудалена от точек C, B1 и D1, а значит в правильной треугольной пирамиде C1CB1D1 (см. рис. 4) проекция точки C1 на основание CB1D1 попадет в центр описанной окружности ΔCB1D1.

В правильном треугольнике CB1D1 все стороны равны $\sqrt{2}$ (как диагонали квадратов со стороной 1). Радиус окружности описанной около равностороннего треугольника равен $\frac{a}{\sqrt{3}}$, откуда $D_{1}O=R=\frac{a}{\sqrt{3}}=\frac{\sqrt{2}}{\sqrt{3}}=\sqrt{\frac{2}{3}}$

Из прямоугольника тругольника C1OD1 найдем синус угла C1D1O, который и будет искомым:

$cosC_{1}D_{1}O=\frac{D_1O}{C_{1}D_{1}}=\frac{\sqrt{\frac{2}{3}}}{1}=\sqrt{\frac{2}{3}}\\sinC_{1}D_{1}O=\sqrt{1-cos^{2}C_{1}D_{1}O}=\sqrt{1-\frac{2}{3}}=\frac{1}{\sqrt{3}}$