МІНІМ 14. Дан параллелепипед ABCDA1B1C1D1. Его основания
ABCD и A1B1C1D1 - квадраты. Отрезок, соединяющий вершину
Сс центром основания a1b1c1d1 перпендикулярен основаниям.
а) Докажите, что прямые CC1 и BD перпендикулярны.
б) Найдите расстояние между прямыми
A1C и AB, если
сторона основания параллелепипеда равна 6, а боковое ребро
равно sqrt34.
Чтобы знать как строить, нужно понимать, собственно, что мы собираемся строить, то есть нужно усвоить определения. Не обязательно их зубрить.
Итак, параллельный перенос. Это в первую очередь движение, то есть, перемещение с сохранением расстояния. Чтобы было проще, можно представлять какого-нибудь человечка. Когда он идёт, например, в магазин, он совершает движение, то есть каждая точка его тела перемещается в но при этом сам человечек не изменяется в размерах. Та же логика и при повороте.
Вернёмся к конкретным примерам. На рисунке 1 я сделала параллельной перенос на вектор а этого неправильного многоугольника. По сути, я каждую его вершину передвинула вдоль прямой, параллельной вектору а, причём расстояние АА1 равно длине вектора. То есть, что мы делаем. Проводим прямую, параллельную вектору через вершину (есть несколько это сделать, обычно этому учат, но если нет, я могу объяснить, напиши). Далее откладываем на этой прямой отрезок, длина которого равна длине вектора. Отмечаем точку и вуаля, мы сделали параллельный перенос на вектор точки А. Те же манипуляции проделываем со всеми точками многоугольника, а затем последовательно соединяем их. Все стороны должны остаться равными начальным, если они отличаются, значит, что-то сделали не так.
Теперь о повороте. Поворот это так же частный случай движения, при котором расстояние от данной точки до точки поворота равно расстоянию от точки поворота до образа данной точки, а угол между этими отрезками равен заданному углу (ух, мозг сломаешь, но это нужно понять). Полученная в результате поворота фигура должна быть точной копией данной.
Чтобы сделать поворот какой-либо фигуры, нужно повернуть каждую её точку. Постараюсь объяснить проще.
Этот многоугольник (рисунок 2, верхняя фигура) я поверну относительно точки D на -90°, то есть по часовой стрелке
(нужно заметить, что когда мы поворачиваем на 90°, поворот будет против часовой стрелки). Для этого с транспортира определяю, как пойдёт прямая для отображения (прямая часть транспортира совпадает со стороной), а затем на этой прямой с циркуля откладываю расстояние АD. Мы получили что A1D = АD, а угол АDА1 равен 90°. То же самое проделываем с остальными вершинами. Причём точка D отображается сама на себя.
Рассмотрим также и другой случай, когда точка симметрии (она же точка поворота) не принадлежит фигуре, находится вне её.
Тут в алгоритм действий добавляется только один первый шаг - соединить, можно даже мысленно, данную точку с точкой поворота, а далее делаем то же, что делали в первый раз. Для примера я повернула неправильный многоугольник вокруг точки О на угол -180° (рисунок 2 вторая фигура).
Это довольно сложно для понимания, но я надеюсь, что хоть немного и не запутала ещё больше.
Подводя итог, нужно сказать, что по большому счёту отображение любой фигуры сводится к отображению каждой её вершины, будь то поворот, параллельный перенос или вообще гомотетия.
Пошаговое объяснение:
а) Первый Пусть из некоторого города A нельзя попасть в некоторый город B по железной дороге. Рассмотрим множество M всех городов, в которые можно попасть из города A по железной дороге. Множество городов, не входящих в M, обозначим N. Множество N непусто, поскольку в нём содержится город B. Ясно, что из городов множества M нельзя попасть в города множества N по железной дороге.
Докажем, что из каждого города в любой другой можно попасть авиарейсами.
Если один из городов принадлежит M, а другой – множеству N, то между ними есть прямая авиалиния.
Пусть два города принадлежат M. Тогда из первого города можно попасть авиарейсом в некоторый город множества N, а оттуда (также самолётом) – во второй город.
Аналогично рассматривается случай, когда оба города принадлежат N.
Второй См. г).
б) См. в).
в) Пусть для города X это не так: есть город A, в который из X нельзя долететь за два "хода", и город B, в который из X нельзя доехать на поезде за два "хода" (значит, X и B связаны авиалинией). Пусть A и B связаны авиалинией. Тогда в X из A в можно добраться по воздуху с пересадкой в B. Противоречие.
Аналогично к противоречию приводит и предположение о том, что A и B связаны железной дорогой.
г) Пусть из A в нельзя долететь за три "хода", а из C в D нельзя доехать на поезде за три "хода". Тогда A и B связаны железной дорогой, а C и D – авиалинией.
Пусть A и C связаны железной дорогой. Тогда B и D связаны авиалинией (иначе был бы ж/д маршрут CABD), а A и D – железной дорогой (иначе есть авиамаршрут BDA). Противоречие: есть ж/д маршрут CAD.
Аналогично к противоречию приводит и предположение о том, что A и C связаны авиалинией.