Задача 503245. Призма

ЕГЭ Математика (профиль)Задание 35.5.2 Угол между прямыми в пространстве; угол между прямой и плоскостью5.5.1 Величина угла, градусная мера угла

В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1, все рёбра которой равны 5, найдите угол между прямыми FA и D1E1. Ответ дайте в градусах.

В подтеме 51 задач
Разбор
Главная идея: Угол между скрещивающимися прямыми найдём через параллельный перенос: D1E1ABD_1E_1 \parallel AB, поэтому достаточно найти угол между FAFA и ABAB, зная, что это смежные стороны правильного шестиугольника.

Чтобы найти угол между скрещивающимися прямыми FA и D₁E₁, нужно вспомнить определение: угол между двумя скрещивающимися прямыми равен углу между параллельными им прямыми, проведёнными через одну точку.

Шаг 1. Заметим, что рёбро D1E1D_1E_1 верхнего основания параллельно соответствующему ребру нижнего основания: D1E1DED_1E_1 \parallel DE. Более того, в правильном шестиугольнике противоположные стороны параллельны, поэтому DEABDE \parallel AB (так как они находятся в симметричных позициях относительно центра).

Шаг 2. Следовательно, D1E1ABD_1E_1 \parallel AB. Это означает, что угол между прямыми FAFA и D1E1D_1E_1 равен углу между прямыми FAFA и ABAB.

Шаг 3. Рёбра FAFA и ABAB — две соседние стороны правильного шестиугольника, исходящие из вершины AA. Внутренний угол правильного шестиугольника вычисляется по формуле: (n2)180°n=4180°6=120°\frac{(n-2) \cdot 180°}{n} = \frac{4 \cdot 180°}{6} = 120°.

Значит, FAB=120°\angle FAB = 120°.

Шаг 4. Угол между прямыми — это острый угол между ними. Если два направления образуют угол 120°, то острый угол между ними равен 180°120°=60°180° - 120° = 60°.

Ответ: 60°

Типичные ошибки

  • Забывают, что угол между прямыми — это острый угол, и берут 120° вместо 60°
  • Неверно определяют параллельные ребра в призме или путают рёбра основания
  • Ошибка в формуле внутреннего угла многоугольника или неправильное применение свойств правильного шестиугольника

Ещё задачи этой подтемы