Задача к ЕГЭ на тему «Угол между плоскостями» №5

Дан куб ABCDA1B1C1D1.  Найдите угол между плоскостями (A1BD )  и (C1BD ).

Отметим середину O  отрезка DB,  она будет также центром квадрата-основания. Поскольку CC1 ⊥ (ABC ),  то OC  является проекцией наклонной OC1  на плоскость (ABC ).

Прямые BD  и OC  перпендикулярны как содержащие диагонали квадрата, а значит по теореме о трех перпендикулярах BD  перпендикулярна наклонной OC1.  Аналогично BD ⊥ OA1.

Таким образом, A1O  и C1O  перпендикулярны прямой DB  пересечения плоскостей (A1BD )  и (C1BD ).  Тогда угол C1OA1  и есть угол между плоскостями, если           ∘ ∠C1OA1 ≤ 90,  либо дополняет угол между плоскостям до    ∘ 180 ,  если            ∘ ∠C1OA1  >90 .  » class=»math» src=»/images/math/answer/answer-5365-20.svg» width=»auto»> </p>
<div class=

PIC

Пусть сторона квадрата равна a,  тогда имеем:

                  √- A1C1 =a√2,  OC  = -2a                   2

По теореме Пифагора для треугольника OCC1  получаем

       ∘ --2-----2-  OC1 =   CO  +CC 1 =  ∘ a2-----   ∘-3 =  -2 + a2 = a  2 = OA1

По теореме косинусов для угла ∠O  треугольника A1OC1  имеем:

              2     2      2 cos∠C1OA1  = OA1-+OC-1 −-A1C1-=                2OA1 ⋅OC1        = 2⋅ 32a2−-2a2= 1            2⋅ 32a2    3

Отсюда получаем, что ∠C1OA1 = arccos 13  и есть искомый угол между плоскостями.

Оцените статью
Я решу все!