Геометрия, 10. Из вершины A квадрата ABCD перпендикулярно его плоскости проведен отрезок AK, равный 6. Из точки K опущены перпендикуляры на стороны BC и CD. Перпендикуляр из точки K к стороне BC равен 18. Найдите углы, которые образуют эти перпендикуляры с плоскостью квадрата.

7

 

Теорема косинусов для треугольника AМC

AC^2=AM^2+MC^2-2*AM*CM*cosAMC

 

Теорема косинусов для треугольника BМC

BC^2=BM^2+MC^2-2*BM*CM*cosBMC

 

AC=BC (треугольник равносторонний) Тогда AC^2=BC^2

 

AM^2+MC^2-2*AM*CM*cosAMC=BM^2+MC^2-2*BM*CM*cosBMC

AM^2-2*AM*CM*cosAMC=BM^2-2*BM*CM*cosBMC

 

АМ и ВM знаем

2^2-2*2*CM*cosAMC=10^2-2*10*CM*cosBMC

4-4*CM*cosAMC=100-20*CM*cosBMC

 

Углы ВМС и ВАС равны, опираются на одну дугу. ВАС=60 - равносторонний треугольник.

Угол АМС=АМВ+ВМС=АСВ+ВАС=60+60=120

 

4-4*CM*cos120=100-20*CM*cos60

4-4*CM*(-1/2)=100-20*CM*1/2

4+2*CM=100-10*CM

12*CM=96

СМ=8

Пусть АВ-перпендикуляр плоскости, АС-наклонная и С-прямая в плоскости, проходящая через основание С. Проведём прямую СА1, параллельную прямой АВ. Она перпендикулярна плоскости. Проведём через прямые АВ и СА1 плоскость. Прямая С перпендикулярна прямой СА1. Если она перпендикулярна прямой СВ, то она перпендикулярна плоскости, а значит, и прямой АС. Значит, если прямая С перпендикулярна наклонной АС то она, будучи перпендикулярна и прямой СА1 перпендикулярна плоскости, а значит и проекции наклонной СВ. Теорема доказана)