Задача 245384. Элементы составных многогранников

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

Найдите угол EAD2 многогранника, изображенного на рисунке. Все двугранные углы многогранника прямые. Ответ дайте в градусах.

В подтеме 15 задач
Разбор
Главная идея: Все три отрезка, образующие стороны треугольника EAD₂, — это диагонали конгруэнтных квадратных граней многогранника, поэтому они равны, и треугольник равносторонний.

Обозначим сторону квадратных граней многогранника как aa.

Шаг 1. Определим длину отрезка AEAE. Поскольку EE и AA — противоположные вершины одной из квадратных граней (скажем, размером a×aa \times a), отрезок AEAE является диагональю этого квадрата: AE=a2AE = a\sqrt{2}

Шаг 2. Аналогично, ED2ED_2 — диагональ другой квадратной грани того же размера: ED2=a2ED_2 = a\sqrt{2}

Шаг 3. Отрезок D2AD_2A также является диагональю квадратной грани: D2A=a2D_2A = a\sqrt{2}

Шаг 4. Заметим, что благодаря тому, что все двугранные углы прямые, три грани, сходящиеся в окрестности этих вершин, взаимно перпендикулярны. Это обеспечивает, что все три диагонали имеют одинаковую длину и определяют треугольник EAD2EAD_2.

Шаг 5. Треугольник EAD2EAD_2 имеет три равные стороны: AE=ED2=D2A=a2AE = ED_2 = D_2A = a\sqrt{2}

Треугольник, у которого все стороны равны — равносторонний. В равностороннем треугольнике все углы равны 60°60°.

Таким образом, EAD2=60°\angle EAD_2 = 60°.

Типичные ошибки

  • Путаница между рёбрами и диагоналями граней: учащиеся берут длину ребра вместо диагонали квадрата.
  • Неправильное использование прямых двугранных углов: забывают, что это условие гарантирует равенство диагоналей.
  • Ошибка при вычислении диагонали квадрата со стороной aa: вместо a2a\sqrt{2} пишут aa или 2a2a.

Ещё задачи этой подтемы