Задача 245375. Элементы составных многогранников

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.2 Угол между прямыми в пространстве; угол между прямой и плоскостью

На рисунке изображён многогранник, все двугранные углы многогранника прямые. Найдите тангенс угла B2A2C2.

В подтеме 15 задач
Разбор
Главная идея: В прямоугольном треугольнике, образованном вершинами многогранника с прямыми двугранными углами, тангенс острого угла равен отношению противолежащего катета к прилежащему.

Разберёмся с геометрией многогранника. Поскольку все двугранные углы прямые, мы работаем с прямоугольной системой координат. Грани многогранника ориентированы параллельно координатным плоскостям.

Основная идея: нужно определить координаты точек A2A_2, B2B_2 и C2C_2 на основе рисунка многогранника.

Из рисунка видно, что это L-образный многогранник (составной из двух прямоугольных параллелепипедов). Точки A2A_2, B2B_2, C2C_2 — вершины на верхней грани структуры.

Для вычисления тангенса угла B2A2C2\angle B_2A_2C_2 в треугольнике A2B2C2A_2B_2C_2:

Так как все углы двугранные прямые, треугольник A2B2C2A_2B_2C_2 лежит в одной плоскости, перпендикулярной одной из координатных осей. Угол B2A2C2\angle B_2A_2C_2 оказывается прямым углом (это угол между двумя рёбрами многогранника, идущими в перпендикулярных направлениях).

В прямоугольном треугольнике с прямым углом при вершине A2A_2 тангенс угла B2A2C2\angle B_2A_2C_2 равен отношению противолежащего катета к прилежащему:

tan(B2A2C2)=B2C2A2B2\tan(\angle B_2A_2C_2) = \frac{B_2C_2}{A_2B_2}

По размерам, видным на рисунке: B2C2=2B_2C_2 = 2 единицы, A2B2=1A_2B_2 = 1 единица.

tan(B2A2C2)=21=2\tan(\angle B_2A_2C_2) = \frac{2}{1} = 2

Типичные ошибки

  • Перепутать, какой из отрезков противолежащий, а какой прилежащий углу — это приводит к обратному ответу (0,5 вместо 2)
  • Неправильно определить координаты вершин из рисунка или перепутать обозначения точек
  • Забыть, что угол при вершине A2A_2 является прямым, и попытаться использовать теорему косинусов или другие формулы

Ещё задачи этой подтемы