Дан куб ABCDA1B1C1D1 с длиной ребра 1 ед. изм. На ребре A1D1 находится точка M так, что A1M:MD1=2:3. Определи синус угла ϕ между прямой AM и диагональной плоскостью(BB1D1D).
Для нахождения синуса угла φ между прямой AM и диагональной плоскостью BB1D1DBB1D1DBB1D1D нам нужно сначала найти косинус угла между этой плоскостью и прямой AM. Затем с помощью тригонометрических соотношений мы сможем найти синус этого угла.
Найдем косинус угла между прямой AM и плоскостью BB1D1DBB1D1DBB1D1D. Для этого найдем проекцию вектора AB1 коллинеарногопрямойAMколлинеарного прямой AMколлинеарногопрямойAM на вектор DB1 нормальныйкплоскости(BB1D1D)нормальный к плоскости (BB1D1D)нормальныйкплоскости(BB1D1D):
AB1 = AM + M1B1 = AM + 0.2D1B1 требуетсяпоусловиютребуется по условиютребуетсяпоусловию
DB1 = D1B1
AB1 DB1 = |AB1| |DB1| * cosααα, где α - угол между векторами AB1 и DB1.
Для нахождения синуса угла φ между прямой AM и диагональной плоскостью BB1D1DBB1D1DBB1D1D нам нужно сначала найти косинус угла между этой плоскостью и прямой AM. Затем с помощью тригонометрических соотношений мы сможем найти синус этого угла.
Найдем косинус угла между прямой AM и плоскостью BB1D1DBB1D1DBB1D1D. Для этого найдем проекцию вектора AB1 коллинеарногопрямойAMколлинеарного прямой AMколлинеарногопрямойAM на вектор DB1 нормальныйкплоскости(BB1D1D)нормальный к плоскости (BB1D1D)нормальныйкплоскости(BB1D1D):AB1 = AM + M1B1 = AM + 0.2D1B1 требуетсяпоусловиютребуется по условиютребуетсяпоусловию DB1 = D1B1
AB1 DB1 = |AB1| |DB1| * cosααα,
где α - угол между векторами AB1 и DB1.
|AB1| = sqrtAM2+∣M1B1∣2AM^2 + |M1B1|^2AM2+∣M1B1∣2 = sqrtAM2+0.22AM^2 + 0.2^2AM2+0.22 = sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04,
|DB1| = sqrt12+12+0.221^2 + 1^2 + 0.2^212+12+0.22 = sqrt1.041.041.04.
Составим уравнение проекции:
AM D1B1 = |AB1| |DB1| cosααα.
AM 1 = sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04 sqrt1.041.041.04 cosααα,
AM = sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04 sqrt1.041.041.04 cosααα,
AM = sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04 sqrt1.041.041.04 AB1<em>DB1AB1 <em> DB1AB1<em>DB1 / |AB1| |DB1|.
Теперь найдем AM:
AM = sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04 sqrt1.041.041.04 2/52 / 52/5 / sqrtAM2+0.04AM^2 + 0.04AM2+0.04 sqrt1.041.041.04,
AM = sqrt1.041.041.04 2/52 / 52/5.
Теперь найдем косинус угла φ:
cosφφφ = AM / |AM| = sqrt1.041.041.04 * 2/52 / 52/5 / 2/52 / 52/5,
cosφφφ = sqrt1.041.041.04.
Наконец, найдем синус угла φ с помощью теоремы Пифагора:
sinφφφ = sqrt1−cos2(φ)1 - cos^2(φ)1−cos2(φ) = sqrt1−1.041 - 1.041−1.04 = sqrt0.040.040.04 = 0.2.
Таким образом, синус угла φ между прямой AM и диагональной плоскостью BB1D1DBB1D1DBB1D1D равен 0.2.