Вопрос задан 07.02.2025 в 15:03. Предмет Геометрия. Спрашивает Блинов Серёжа.

ABCDA1B1C1D1 – прямоугольный параллелепипед, AD=1, DC=2, CC1=3. Найдите угол α между прямыми A1D и D1C.
Найдите угол β между прямыми B1D и AC.
Может ли угол между прямыми D1X1 (точка X1 лежит на ребре B1 C1) и AC равняться 30°?

Получил травму, попустил месяц учебы, вот задали первую домашнюю работу, не могу решить.
Спасибо!

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Санникова Ксения.

Здравствуйте! Давайте разберем задачу поэтапно и попробуем помочь вам найти нужные углы. Это задача из геометрии с прямоугольным параллелепипедом, поэтому нам нужно будет использовать методы векторной геометрии.

У нас есть прямоугольный параллелепипед ABCDA1B1C1D1, где:

  • AD = 1 (длина ребра параллелепипеда),
  • DC = 2 (длина другого ребра),
  • CC1 = 3 (длина третьего ребра, направленного вверх).

Теперь давайте решим поставленные вопросы по порядку:

1. Угол α между прямыми A1D и D1C

Для нахождения угла между двумя прямыми, можно использовать скалярное произведение векторов. Направления прямых A1D и D1C можно выразить через координаты точек.

  • Точка A1 находится в точке (0, 0, 3), так как она отстоит на 3 единицы вдоль оси Z от точки A.
  • Точка D находится в точке (1, 0, 0).
  • Точка D1 находится в точке (1, 0, 3).
  • Точка C находится в точке (0, 2, 0).

Направление прямой A1D можно записать как вектор A1D=DA1=(10,00,03)=(1,0,3)\overrightarrow{A1D} = D - A1 = (1 - 0, 0 - 0, 0 - 3) = (1, 0, -3). Направление прямой D1C можно записать как вектор D1C=CD1=(01,20,03)=(1,2,3)\overrightarrow{D1C} = C - D1 = (0 - 1, 2 - 0, 0 - 3) = (-1, 2, -3).

Теперь находим скалярное произведение этих векторов:

A1DD1C=1(1)+02+(3)(3)=1+0+9=8\overrightarrow{A1D} \cdot \overrightarrow{D1C} = 1 \cdot (-1) + 0 \cdot 2 + (-3) \cdot (-3) = -1 + 0 + 9 = 8

Далее находим длины этих векторов:

A1D=12+02+(3)2=1+9=10|\overrightarrow{A1D}| = \sqrt{1^2 + 0^2 + (-3)^2} = \sqrt{1 + 9} = \sqrt{10} D1C=(1)2+22+(3)2=1+4+9=14|\overrightarrow{D1C}| = \sqrt{(-1)^2 + 2^2 + (-3)^2} = \sqrt{1 + 4 + 9} = \sqrt{14}

Используя формулу для угла между векторами:

cosα=A1DD1CA1DD1C=81014=8140=81400.676\cos \alpha = \frac{\overrightarrow{A1D} \cdot \overrightarrow{D1C}}{|\overrightarrow{A1D}| |\overrightarrow{D1C}|} = \frac{8}{\sqrt{10} \cdot \sqrt{14}} = \frac{8}{\sqrt{140}} = \frac{8}{\sqrt{140}} \approx 0.676

Следовательно, угол α:

α=arccos(0.676)47.5\alpha = \arccos(0.676) \approx 47.5^\circ

2. Угол β между прямыми B1D и AC

Теперь нам нужно найти угол между прямыми B1D и AC. Аналогично, найдем векторы, направляющие эти прямые.

  • Точка B1 находится в точке (1, 1, 3).
  • Точка D находится в точке (1, 0, 0).
  • Точка A находится в точке (0, 0, 0).
  • Точка C находится в точке (0, 2, 0).

Направление прямой B1D — это вектор B1D=DB1=(11,01,03)=(0,1,3)\overrightarrow{B1D} = D - B1 = (1 - 1, 0 - 1, 0 - 3) = (0, -1, -3). Направление прямой AC — это вектор AC=CA=(00,20,00)=(0,2,0)\overrightarrow{AC} = C - A = (0 - 0, 2 - 0, 0 - 0) = (0, 2, 0).

Скалярное произведение этих векторов:

B1DAC=00+(1)2+(3)0=2\overrightarrow{B1D} \cdot \overrightarrow{AC} = 0 \cdot 0 + (-1) \cdot 2 + (-3) \cdot 0 = -2

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Геометрия

Последние заданные вопросы в категории Геометрия

Задать вопрос