Задано три точки А (6;-1) В(1;1) С(-1;2). Знайти: 1) рівняння прямої ВС 2) рівняння прямої, яка проходить через точку А паралельно до прямої ВС 3) рівняння та довжину висоти в трикутнику АВС, яка проведена з вершини А
Второй угол, который получается при пересечении диагоналей, равен 30°, т.к. углы смежные.
Проведя высоту из вершины тупого угла на длинную диагональ, получим прямоугольный треугольник, высота параллелограмма в котором является катетом, противолежащим углу 30°. Потому она равна 1/2 от половины меньшей диагонали и равна 2 см.
Диагональ 10 см - основание 2-х равных треугольников, на который она поделила параллелограмм.
Имеем основание треугольника и его высоту.
Найдем его площадь, которая равна половине произведения основания на высоту.
SΔ =2·10:2=10 см²
Площадь параллелограмма вдвое больше площади этого треугольника и равна
Все, что курсивом - "теория", нужная для решения. В конце - само решение. Расстояние между скрещивающимися прямыми в общем случае находится так. Надо найти две параллельные плоскости, каждая из который содержит одну из прямых. Расстояние между этими плоскостями и будет искомым расстоянием. Плоскость A1DC1 содержит прямую DC1. Треугольник A1DC1 - равносторонний, что означает, что трехмерная фигура D1A1DC1 - правильная треугольная пирамида, и вершина D1 проектируется на основание A1DC1 в центр K правильного треугольника A1DC1, то есть D1K перпендикулярно плоскости A1DC1 (это - высота пирамиды). Кроме того, фигура BA1DC1 - тоже правильная треугольная пирамида (это - вообще правильный тетраэдр, все его ребра равны), и поэтому BK - высота этого тетраэдра к грани A1DC1, то есть BK перпендикулярно A1DC1. Через точку K можно провести только одну прямую, перпендикулярную плоскости A1DC1, и на этой прямой лежат точки B и D1. То есть, доказано, что плоскость A1DC1 перпендикулярна диагонали куба BD1. Точно также можно доказать, что BD1 перпендикулярно плоскости AB1C, и поэтому плоскости AB1C и A1DC1 параллельны. Но параллельность этих плоскостей и так очевидна, поскольку A1C1 II AC; A1D II B1C; и разумеется, AB1 II DC1; но для доказательства параллельности достаточно указать две пары параллельных прямых. Однако то, что обе эти плоскости перпендикулярны диагонали BD1 - важно. Если рассмотреть внимательнее тетраэдр BA1DC1, можно заметить, что плоскость AB1C пересекает "боковое ребро" BA1 в середине (диагонали квадрата A1B и AB1 делятся точкой пересечения пополам), поэтому сечение тетраэдра BA1DC1, параллельное грани тетраэдра A1DC1, - это такая "средняя плоскость", то есть она разделит пополам и остальные боковые ребра (BD и BC1, что можно увидеть и так) и, главное - высоту BK (по теореме Фалеса). Аналогично можно показать, что плоскость A1DC1 делит пополам высоту тетраэдра D1AB1C. Если обозначить K1 - центр треугольника AB1C, то получается D1K1 = KK1 = K1B; Все это - длинная теория, которую труднее набрать, чем понять. Поскольку KK1 - отрезок прямой BD1, перпендикулярной обеим плоскостям A1DC1 и AB1C, то это и есть расстояние между этими плоскостями, а заодно - и расстояние между скрещивающимися прямыми DC1 и CB1. Длина диагонали BD = 2√3, KK1 = 2√3/3;
Второй угол, который получается при пересечении диагоналей, равен 30°, т.к. углы смежные.
Проведя высоту из вершины тупого угла на длинную диагональ, получим прямоугольный треугольник, высота параллелограмма в котором является катетом, противолежащим углу 30°. Потому она равна 1/2 от половины меньшей диагонали и равна 2 см.
Диагональ 10 см - основание 2-х равных треугольников, на который она поделила параллелограмм.
Имеем основание треугольника и его высоту.
Найдем его площадь, которая равна половине произведения основания на высоту.
SΔ =2·10:2=10 см²
Площадь параллелограмма вдвое больше площади этого треугольника и равна
10·2=20 см²
Расстояние между скрещивающимися прямыми в общем случае находится так. Надо найти две параллельные плоскости, каждая из который содержит одну из прямых. Расстояние между этими плоскостями и будет искомым расстоянием.
Плоскость A1DC1 содержит прямую DC1. Треугольник A1DC1 - равносторонний, что означает, что трехмерная фигура D1A1DC1 - правильная треугольная пирамида, и вершина D1 проектируется на основание A1DC1 в центр K правильного треугольника A1DC1, то есть D1K перпендикулярно плоскости A1DC1 (это - высота пирамиды).
Кроме того, фигура BA1DC1 - тоже правильная треугольная пирамида (это - вообще правильный тетраэдр, все его ребра равны), и поэтому BK - высота этого тетраэдра к грани A1DC1, то есть BK перпендикулярно A1DC1.
Через точку K можно провести только одну прямую, перпендикулярную плоскости A1DC1, и на этой прямой лежат точки B и D1.
То есть, доказано, что плоскость A1DC1 перпендикулярна диагонали куба BD1.
Точно также можно доказать, что BD1 перпендикулярно плоскости AB1C, и поэтому плоскости AB1C и A1DC1 параллельны. Но параллельность этих плоскостей и так очевидна, поскольку A1C1 II AC; A1D II B1C; и разумеется, AB1 II DC1; но для доказательства параллельности достаточно указать две пары параллельных прямых. Однако то, что обе эти плоскости перпендикулярны диагонали BD1 - важно.
Если рассмотреть внимательнее тетраэдр BA1DC1, можно заметить, что плоскость AB1C пересекает "боковое ребро" BA1 в середине (диагонали квадрата A1B и AB1 делятся точкой пересечения пополам), поэтому сечение тетраэдра BA1DC1, параллельное грани тетраэдра A1DC1, - это такая "средняя плоскость", то есть она разделит пополам и остальные боковые ребра (BD и BC1, что можно увидеть и так) и, главное - высоту BK (по теореме Фалеса).
Аналогично можно показать, что плоскость A1DC1 делит пополам высоту тетраэдра D1AB1C. Если обозначить K1 - центр треугольника AB1C, то получается D1K1 = KK1 = K1B;
Все это - длинная теория, которую труднее набрать, чем понять.
Поскольку KK1 - отрезок прямой BD1, перпендикулярной обеим плоскостям A1DC1 и AB1C, то это и есть расстояние между этими плоскостями, а заодно - и расстояние между скрещивающимися прямыми DC1 и CB1.
Длина диагонали BD = 2√3, KK1 = 2√3/3;