Задача к ЕГЭ на тему «Угол между прямой и плоскостью» №5

Диагональ развертки боковой поверхности цилиндра составляет со стороной основания развертки угол arctgπ1 . Вычислите угол между диагональю осевого сечения цилиндра и плоскостью основания.

Рассмотрим развертку цилиндра. Это прямоугольник ABB   ′A ′ , где AB  =  A′B ′ = l  равен образующей цилиндра, а AA  ′ равен длине окружности основания, то есть равен 2πR  (если R  – радиус основания).

 

Обозначим угол      1 arctgπ  за ϕ  .
 
PIC

 

Тогда из прямоугольного треугольника     ′ ′ AA  B

        ′  ′ tgϕ =  A-B--  ⇒     tg ϕ = --l--    (1)        AA ′               2πR

PIC

 

Рассмотрим осевое сечение цилиндра – это также прямоугольник ABCD  , где AB  =  CD  = l  , а AD  – диаметр основания, то есть AD  = 2R  . Т.к. CD  перпендикулярен плоскости основания, то угол между AC  и плоскостью основания – это угол между AC  и ее проекцией AD  на эту плоскость, то есть это угол CAD  . Тогда

            CD                       l tg ∠CAD   =  AD--   ⇒    tg∠CAD   =  2R-     (2 )

Деля первое равенство на второе, получаем

                                                                  (        ) ---tgϕ----   1-                                                          1-       -1 tg∠CAD    =  π   ⇒    tg∠CAD    = π ⋅ tgϕ  ⇒     tg ∠CAD   =  π ⋅ tg arctgπ   = π ⋅π  = 1

Таким образом, ∠CAD   =  45∘ .

Оцените статью
Я решу все!