Вопрос задан 19.10.2025 в 13:01. Предмет Геометрия. Спрашивает Рюмшина Кристина.

Задача: дан куб KLMNPRST. Требуется: а) определить взаимное расположение прямых NP и MT; б) найти угол между прямыми MS и LP.

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Патешная Инна.

Вот как можно аккуратно разобраться, если представить куб координатно. Примем ребро куба за aa и зададим вершины так:

K(0,0,0),L(a,0,0),M(a,a,0),N(0,a,0),P(0,0,a),R(a,0,a),S(a,a,a),T(0,a,a).\begin{aligned} &K(0,0,0),\quad L(a,0,0),\quad M(a,a,0),\quad N(0,a,0),\\ &P(0,0,a),\quad R(a,0,a),\quad S(a,a,a),\quad T(0,a,a). \end{aligned}

Тогда вертикальные рёбра: KP,LR,MS,NTKP,\, LR,\, MS,\, NT.

a) Взаимное расположение NPNP и MTMT

  • NPNP — диагональ боковой грани NKPTNKPT (действительно, NN и PP лежат на этой грани).

  • MTMT — диагональ соседней грани MNTSMNTS.

Направляющие векторы:

NP=PN=(0,a,a),MT=TM=(a,0,a).\vec{NP}=P-N=(0,-a,a),\qquad \vec{MT}=T-M=(-a,0,a).

Они не коллинеарны (не пропорциональны). Проверим, лежат ли прямые в одной плоскости: смешанное произведение NP((MN)×(TN))\vec{NP}\cdot\big((M-N)\times(T-N)\big) не равно нулю, следовательно, четырёх точек N,P,M,TN,P,M,T в одной плоскости нет. Значит, прямые скрещивающиеся (не пересекаются и не параллельны).

Итог: NPNP и MTMTскрещивающиеся прямые.

б) Угол между MSMS и LPLP

MS=SM=(0,0,a)(вертикаль),LP=PL=(a,0,a).\vec{MS}=S-M=(0,0,a) \quad\text{(вертикаль)},\qquad \vec{LP}=P-L=(-a,0,a).

Косинус угла φ\varphi между прямыми равен косинусу угла между их направляющими:

cosφ=MSLPMSLP=(0,0,a)(a,0,a)aa2+a2=a2aa2=12.\cos\varphi=\frac{|\vec{MS}\cdot\vec{LP}|}{|\vec{MS}|\cdot|\vec{LP}|} =\frac{|(0,0,a)\cdot(-a,0,a)|}{a\cdot\sqrt{a^2+a^2}} =\frac{a^2}{a\cdot a\sqrt{2}}=\frac{1}{\sqrt{2}}.

Отсюда φ=45\varphi=45^\circ.

Ответ:
a) NPNP и MTMT — скрещивающиеся.
b) (MS,LP)=45\angle(MS,\,LP)=45^\circ.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Геометрия

Последние заданные вопросы в категории Геометрия

Задать вопрос