Задание 3 ЕГЭ, математика (профиль): Прямоугольный параллелепипед

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.3.1 Призма, её основания, боковые рёбра, высота, боковая поверхность5.3.4 Сечения куба, призмы, пирамиды

В прямоугольном параллелепипеде ABCDA_1B_1C_1D_1 известны длины рёбер AB=8, AD=6, AA_1=21. Найдите синус угла между прямыми CD и A_1C_1.

В подтеме 33 задач
Разбор
Главная идея: Угол между скрещивающимися прямыми найти, заметив, что CD∥D1C1CD \parallel D_1C_1, и вычислив угол в прямоугольном треугольнике на верхнем основании параллелепипеда.

Прямые CDCD и A1C1A_1C_1 — скрещивающиеся, поэтому найдём угол между ними через параллельный перенос.

Заметим, что CD∥D1C1CD \parallel D_1C_1 (противоположные рёбра параллелепипеда параллельны). Значит, угол между CDCD и A1C1A_1C_1 равен углу между D1C1D_1C_1 и A1C1A_1C_1, то есть углу ∠A1C1D1\angle A_1C_1D_1 в треугольнике A1C1D1A_1C_1D_1.

В прямоугольном параллелепипеде верхнее основание A1B1C1D1A_1B_1C_1D_1 конгруэнтно нижнему, поэтому:

  • D1C1=DC=AB=8D_1C_1 = DC = AB = 8 (противоположные стороны прямоугольника)
  • A1D1=AD=6A_1D_1 = AD = 6

Треугольник A1C1D1A_1C_1D_1 прямоугольный (угол при D1D_1 прямой), так как основание — прямоугольник. По теореме Пифагора: A1C1=(D1C1)2+(A1D1)2=64+36=100=10A_1C_1 = \sqrt{(D_1C_1)^2 + (A_1D_1)^2} = \sqrt{64 + 36} = \sqrt{100} = 10

В прямоугольном треугольнике A1C1D1A_1C_1D_1 синус угла ∠A1C1D1\angle A_1C_1D_1 равен отношению противолежащего катета к гипотенузе: sin⁡(∠A1C1D1)=A1D1A1C1=610=0,6\sin(\angle A_1C_1D_1) = \frac{A_1D_1}{A_1C_1} = \frac{6}{10} = 0,6

Типичные ошибки

  • Перепутать, какой катет находится в числителе: противолежащий катет (к искомому углу) — всегда в числителе синуса
  • Забыть, что основание параллелепипеда — прямоугольник, и неправильно определить углы в треугольнике A1C1D1A_1C_1D_1
  • Использовать высоту AA1=21AA_1 = 21, хотя она не участвует в решении — угол определяется только основанием
Непонятно?

Похожие задачи