В основании пирамиды MABCD лежит квадрат, а ее боковое ребро MB перпендикулярно к плоскости основания. На ребрах MA,MB,MC,MD,AD взяты точки A1,B1,C1,D1,P соответственно - середины этих ребер. Считая AB=a, MB=2a, найдите длины векторов: DB1 BD1 B1P AC1 C1P CA1
Так как точки A1, B1, C1, D1, P - середины соответствующих ребер, то их координаты будут равны середине отрезка по соответствующим осям. Таким образом, координаты этих точек будут:
Для начала найдем координаты точек M, A, B, C, D.
Пусть M(0,0,0), A(a,0,0), B(0,2a,0), C(0,2a,2a), D(a,0,2a).
Так как точки A1, B1, C1, D1, P - середины соответствующих ребер, то их координаты будут равны середине отрезка по соответствующим осям. Таким образом, координаты этих точек будут:
A1(a/2,0,0), B1(0,3a/2,0), C1(0,3a,a), D1(a/2,0,a), P(a/2,3a/2,a/2).
Теперь, найдем векторы DB1, BD1, B1P, AC1, C1P, CA1.
DB1 = B1 - D = (0, 3a/2, 0) - (a, 0, 2a) = (-a, 3a/2, -2a).
BD1 = D1 - B = (a/2, 0, a) - (0, 2a, 0) = (a/2, -2a, a).
B1P = P - B1 = (a/2, 3a/2, a/2) - (0, 3a/2, 0) = (a/2, a/2, a/2).
AC1 = C1 - A = (0, 3a, a) - (a, 0, 0) = (-a, 3a, a).
C1P = P - C1 = (a/2, 3a/2, a/2) - (0, 3a, a) = (a/2, -3a/2, -a/2).
CA1 = A1 - C = (a/2, 0, 0) - (0, 2a, 0) = (a/2, -2a, 0).
Таким образом, длины векторов:
|DB1| = √((-a)^2 + (3a/2)^2 + (-2a)^2) = √(a^2 + 9a^2/4 + 4a^2) = a√(1 + 9/4 + 4) = a√(25/4) = 5a/2.
|BD1| = √((a/2)^2 + (-2a)^2 + a^2) = √(a^2/4 + 4a^2 + a^2) = a√(1/4 + 4 + 1) = a√(25/4) = 5a/2.
|B1P| = √((a/2)^2 + (a/2)^2 + (a/2)^2) = √(a^2/4 + a^2/4 + a^2/4) = a√(1/4 + 1/4 + 1/4) = a√(3/4) = a√3/2.
|AC1| = √((-a)^2 + (3a)^2 + a^2) = √(a^2 + 9a^2 + a^2) = a√(1 + 9 + 1) = a√11.
|C1P| = √((a/2)^2 + (-3a/2)^2 + (-a/2)^2) = √(a^2/4 + 9a^2/4 + a^2/4) = a√(1/4 + 9/4 + 1/4) = a√(11/4) = a√11/2.
|CA1| = √((a/2)^2 + (-2a)^2) = √(a^2/4 + 4a^2) = a√(1/4 + 4) = a√(17/4) = a√17/2.