Задача 36

Все рёбра правильной треугольной призмы равны между собой. Найдите угол между плоскостью основания этой призмы и плоскостью, проходящей через противоположные вершины боковой грани и середину противолежащего этой грани бокового ребра.

Замечание.
Обратите внимание, что рисунок интерактивный. Точки, большие по размеру, можно двигать мышкой.

Решение:

Пусть ABCA_1B_1C_1 — правильная треугольная призма, причем AB=BB_1.

Прямые DC_{1} и BC принадлежат одной плоскости BB_{1}C_{1}C, поэтому продолжим их до пересечения в точке X.

Плоскость XAC_{1} — плоскость, проходящая через противоположные вершины боковой грани и середину противолежащего этой грани бокового ребра, а плоскость XAC — плоскость основания призмы. Значит XA — линия пересечения плоскостей XAC и XAC_{1}.

Рассмотрим \triangle C_{1}CX, в котором DB является средней линией. Из этого следует, что XB=BC=BA. Следовательно, \triangle XBA — равнобедренный.

Поскольку \angle XBA=120^\circ — смежный угол к \angle ABC, то \angle BAX = 30^\circ. Значит \angle XAC=\angle BAC+\angle XAB=90^\circ.

Из этого следует, что \angle CAC_{1} — линейный угол двугранного угла между плоскостями XAC и XAC_{1}.

По условию все рёбра призмы равны между собой, поэтому AC = CC_{1}.

Из этого следует, что \triangle ACC_{1} — прямоугольный равнобедренный, поэтому \angle CAC_{1} = 45^\circ.

Ответ:

45^\circ.

Последнее изменение: суббота, 21 января 2023, 11:17