Задача 245383. Элементы составных многогранников

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.3 Длина отрезка, ломаной, окружности, периметр многоугольника

Найдите угол D2EF многогранника, изображенного на рисунке. Все двугранные углы многогранника прямые. Ответ дайте в градусах.

В подтеме 15 задач
Разбор
Главная идея: Отрезок D₂E — диагональ квадрата со стороной 2, стороны EF и D₂F — рёбра длины 2; по теореме Пифагора треугольник прямоугольный и равнобедренный, поэтому угол при E равен 45°.

Сначала определим, какие точки нам даны. На многограннике нужно найти взаимное расположение вершин D₂, E и F.

Поскольку все двугранные углы многогранника прямые, он состоит из кубических элементов, расположенных так, что грани либо параллельны, либо перпендикулярны друг другу.

Отрезок D₂E является диагональю квадратной грани со стороной 2. По формуле диагонали квадрата: d=a2d = a\sqrt{2}, где aa — сторона. Получаем D2E=22|D_2E| = 2\sqrt{2}.

Отрезок EF соединяет две соседние вершины многогранника, и его длина равна 2 (ребро многогранника).

Отрезок D₂F также имеет длину 2 (ребро многогранника).

Проверим, является ли треугольник D₂EF прямоугольным. Применим теорему Пифагора: D2E2=EF2+D2F2|D_2E|^2 = |EF|^2 + |D_2F|^2?

(22)2=22+22(2\sqrt{2})^2 = 2^2 + 2^2

8=4+4=88 = 4 + 4 = 8

Треугольник действительно прямоугольный с прямым углом при вершине F. При этом EF=D2F=2|EF| = |D_2F| = 2, то есть треугольник ещё и равнобедренный.

В прямоугольном равнобедренном треугольнике острые углы равны по 45°45°. Следовательно, D2EF=45°\angle D_2EF = 45°.

Типичные ошибки

  • Перепутать, какой угол искать, и вычислить один из углов при основании равнобедренного прямоугольного треугольника вместо угла при вершине у диагонали
  • Неправильно вычислить длину диагонали квадрата или забыть, что она равна a2a\sqrt{2}
  • Не заметить прямой угол треугольника и попытаться использовать теорему косинусов вместо прямого применения свойств равнобедренного прямоугольного треугольника

Ещё задачи этой подтемы