Найти расстояние между прямыми Расстояние между прямыми b1c и c1d в кубе abcda1b1c1d1, где точка k-середина ребра b1c1

28 Фев 2024 в 19:41
82 +1
0
Ответы
1

Для нахождения расстояния между прямыми b1c и c1d в кубе abcda1b1c1d1 сначала нужно найти координаты точек b, c, a и их центральных проекций a1, b1, c1, d1.

Пусть сторона куба равна a.

Координаты точек b, c, a следующие:
b = 0,a,00, a, 00,a,0,
c = a,a,0a, a, 0a,a,0,
d = a,0,0a, 0, 0a,0,0,
a = 0,0,a0, 0, a0,0,a.

Центральные проекции a1, b1, c1, d1 точек a, b, c, d будут находиться на серединах рёбер основания куба. Так как точка k является серединой ребра b1c1, то координаты точек b1 и c1 будут следующие:
b1 = a/2,a,a/2a/2, a, a/2a/2,a,a/2,
c1 = a,a/2,a/2a, a/2, a/2a,a/2,a/2.

Теперь рассмотрим вектора, проходящие через точки b, b1 и c, c1. Для нахождения расстояния между прямыми b1c и c1d, нужно найти расстояние между прямыми b1c1 и c1d1.

Векторы vb1c1 и vc1d1 принимают вид:
vb1c1 = a/2,a−a/2,a/2a/2, a - a/2, a/2a/2,aa/2,a/2 - 0,a,00, a, 00,a,0 = a/2,−a/2,a/2a/2, -a/2, a/2a/2,a/2,a/2,
vc1d1 = a,a/2−a,a/2a, a/2 - a, a/2a,a/2a,a/2 - a,a/2,a/2a, a/2, a/2a,a/2,a/2 = 0,−a/2,00, -a/2, 00,a/2,0.

Теперь найдем косинус угла между векторами, используя их скалярное произведение:
cosααα = vb1c1<em>vc1d1vb1c1 <em> vc1d1vb1c1<em>vc1d1 / ∣vb1c1∣</em>∣vc1d1∣|vb1c1| </em> |vc1d1|vb1c1∣</em>vc1d1∣,
где |vb1c1| и |vc1d1| - длины векторов vb1c1 и vc1d1 соответственно.

|vb1c1| = √(a/2)2+(−a/2)2+(a/2)2(a/2)^2 + (-a/2)^2 + (a/2)^2(a/2)2+(a/2)2+(a/2)2 = √a2/4+a2/4+a2/4a^2/4 + a^2/4 + a^2/4a2/4+a2/4+a2/4 = a√3/2,
|vc1d1| = √02+(−a/2)2+020^2 + (-a/2)^2 + 0^202+(a/2)2+02 = a/2.

cosααα = (a/2)<em>0+(−a/2)</em>(−a/2)+(a/2)<em>0(a/2) <em> 0 + (-a/2) </em> (-a/2) + (a/2) <em> 0(a/2)<em>0+(a/2)</em>(a/2)+(a/2)<em>0 / a√3/2</em>a/2a√3/2 </em> a/2a√3/2</em>a/2 = a2/4a^2/4a2/4 / a2√3/4a^2√3/4a2√3/4 = 1/√3.

Таким образом, угол между прямыми b1c1 и c1d1 равен arccos1/√31/√31/√3 = π/6.

Радиус сферы, вписанной в куб, равен a√3/6. Таким образом, можно сделать вывод, что расстояние между прямыми b1c и c1d равно радиусу вписанной сферы в куб, то есть a√3/6.

16 Апр 2024 в 15:35
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир