Задания
Версия для печати и копирования в MS Word

ABCA1B1C1  — правильная треугольная призма, у которой AB  =  5, AA1  =  5. Точки Р и Q  — середины ребер АВ и А1С1 соответственно. Найдите значение выражения  дробь: числитель: 36, знаменатель: косинус в квадрате \varphi конец дроби , где \varphi  — угол между прямыми PQ и АВ1.

Спрятать решение

Решение.

Введем систему координат, как показано на рисунке. Найдем координаты точек P и Q как координаты середин соответствующих отрезков. Имеем: A левая круглая скобка 0; 0; 0 правая круглая скобка , B левая круглая скобка дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби ; дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби ; 0 правая круглая скобка , A_1 левая круглая скобка 0; 0; 5 правая круглая скобка , C_1 левая круглая скобка 0; 5; 5 правая круглая скобка , откуда P левая круглая скобка дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 4 конец дроби ; дробь: числитель: 5, знаменатель: 4 конец дроби ; 0 правая круглая скобка , Q левая круглая скобка 0; дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби ; 5 правая круглая скобка . Следовательно,

\overrightarrowPQ левая круглая скобка минус дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 4 конец дроби ; дробь: числитель: 5, знаменатель: 4 конец дроби ;5 правая круглая скобка ,       \overrightarrowAB_1 левая круглая скобка дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби ; дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби ;5 правая круглая скобка .

Косинус угла между прямыми равен модулю косинуса угла между направляющими векторами этих прямых:

 косинус левая круглая скобка \widehatPQ;AB_1 правая круглая скобка =| косинус левая круглая скобка \widehat\overrightarrowPQ;\overrightarrowAB_1 правая круглая скобка | =

= дробь: числитель: \left| левая круглая скобка минус дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 4 конец дроби правая круглая скобка умножить на левая круглая скобка дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка плюс дробь: числитель: 5, знаменатель: 4 конец дроби умножить на дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби плюс 5 умножить на 5|, знаменатель: корень из: начало аргумента: левая круглая скобка минус дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 4 конец дроби правая круглая скобка в квадрате плюс левая круглая скобка дробь: числитель: 5, знаменатель: 4 конец дроби правая круглая скобка в квадрате плюс 5 в квадрате конец аргумента умножить на корень из: начало аргумента: левая круглая скобка дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 3 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка в квадрате плюс левая круглая скобка дробь: числитель: 5, знаменатель: 2 конец дроби правая круглая скобка в квадрате плюс 5 в квадрате конец аргумента конец дроби =
= дробь: числитель: дробь: числитель: 75, знаменатель: 4 конец дроби , знаменатель: дробь: числитель: 5 корень из: начало аргумента: 5 конец аргумента , знаменатель: 2 конец дроби умножить на 5 корень из: начало аргумента: 2 конец аргумента конец дроби = дробь: числитель: 75 умножить на 2, знаменатель: 25 корень из: начало аргумента: 10 конец аргумента умножить на 4 конец дроби = дробь: числитель: 3 корень из: начало аргумента: 10 конец аргумента , знаменатель: 20 конец дроби .

Найдем значение искомого выражения:

 дробь: числитель: 36, знаменатель: косинус в квадрате \varphi конец дроби = дробь: числитель: 36, знаменатель: косинус в квадрате левая круглая скобка \widehatPQ;AB_1 правая круглая скобка конец дроби = дробь: числитель: 36, знаменатель: дробь: числитель: 90, знаменатель: 400 конец дроби конец дроби =160.

Ответ: 160.


Аналоги к заданию № 1612: 1645 Все

Источник: Цен­тра­ли­зо­ван­ное те­сти­ро­ва­ние по ма­те­ма­ти­ке, 2020