Дан квадрат ABCD со стороной [tex]\sqrt{2}[/tex]. Точка O - точка пересечения диагоналей. OE - отрезок, перпендикулярный плоскости квадрата ABCD и OE=6.
Найдите косинус угла между плоскостями BCE и DEC.
В ответе укажите значение косинуса острого двугранного угла, умноженное на 73.
пожалуйста, помогите с решением!
Answers & Comments
Ответ:
[tex]73\cdot \cos\alpha =1[/tex]
Объяснение:
Значит, точка О равноудалена от вершин квадрата. О - проекция точки Е на плоскость квадрата, значит, точка Е так же равноудалена от вершин квадрата, то есть ЕА = ЕВ = ЕС = ED.
Тогда ΔВЕС = ΔDEC по трем сторонам, ⇒ ∠ВСН = ∠DCH.
Плоскости (ВСЕ) и (DCE) пересекаются по прямой CE.
Проведем DH⊥CE и соединим точки Н и В.
ΔDCH = ΔBCH по двум сторонам и углу между ними:
Следовательно, ∠ВНС = ∠DHC = 90°, то есть DH⊥СЕ, тогда ∠BHD - линейный угол двугранного угла между плоскостями (ВСЕ) и (DCE) - искомый.
BD = AD√2 = √2 · √2 = 2 как диагональ квадрата.
ΔЕОD: ∠ЕОD = 90°, по теореме Пифагора
ЕD = √(EO² + OD²) = √(6² + 1) = √37
ЕС = ED = √37
Проведем ЕК - высоту равнобедренного треугольника ECD (значит, ЕК и медиана)
[tex]DK=\dfrac{DC}{2}=\dfrac{\sqrt{2}}{2}[/tex]
ΔEDK: ∠EKD = 90°, по теореме Пифагора
[tex]EK=\sqrt{ED^2-DK^2}=\sqrt{(\sqrt{37})^2-\left(\dfrac{\sqrt{2}}{2}\right)^2}=\sqrt{37-\dfrac{1}{2}}=\sqrt{\dfrac{73}{2}}[/tex]
Площадь ΔDEC:
[tex]S=\dfrac{1}{2}DC\cdot EK=\dfrac{1}{2}EC\cdot DH[/tex]
[tex]DH=\dfrac{DC\cdot EK}{EC}=\dfrac{\sqrt{2}\cdot \sqrt{\dfrac{73}{2}}}{\sqrt{37}}=\sqrt{\dfrac{73}{37}}[/tex]
[tex]BH = DH = \sqrt{\dfrac{73}{37}}[/tex]
По теореме косинусов из треугольника BHD:
[tex]\cos\angle BHD=\dfrac{BH^2+DH^2-BD^2}{2\cdot BH\cdot DH}[/tex]
[tex]\cos\angle BHD=\dfrac{\dfrac{73}{37}+\dfrac{73}{37}-4}{2\cdot \sqrt{\dfrac{73}{37}}\cdot \sqrt{\dfrac{73}{37}}}=\dfrac{\dfrac{146}{37}-4}{2\cdot \dfrac{73}{37}}=[/tex]
[tex]=\dfrac{3\dfrac{35}{37}-4}{\dfrac{146}{37}}=-\dfrac{2}{37}\cdot \dfrac{37}{146}=-\dfrac{1}{73}[/tex]
Косинус острого угла между плоскостями:
[tex]\cos \alpha =-\cos\angle BHD=\dfrac{1}{73}[/tex]
[tex]73\cdot \cos\alpha =73\cdot \dfrac{1}{73}=1[/tex]