Тема . Счёт отрезков в стерео

Теорема косинусов, теорема Пифагора, использование теоремы о трёх перпендикулярах

Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела счёт отрезков в стерео
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#83301

Точка O  — начало трех отрезков OA,OB  и OC  лежащих в плоскости P  и имеющих длины 3,4 и 7 соответственно. На прямой L  , проходящей через точку O  и перпендикулярной плоскости P  , расположена точка D  так, что сумма углов, образуемых прямыми DA, DB  и DC  с прямой L  , равна   ∘
180 . Найти длину отрезка OD  .

Источники: Росатом-2024, московский вариант, 11.6 (см. olymp.mephi.ru)

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Треугольники ODA, ODB и ODC прямоугольные, также они имеют общую сторону OD. Если её обозначить за переменную, как можно будет записать условие на сумму трёх углов?

Подсказка 2

Пусть OD = x, тогда углы выражаются через арктангенсы. Тогда из условия получаем, что сумма трёх арктангенсов равна π. Что же хочется сделать? Взять от обеих частей тангенс! Но для тангенса суммы двух углов мы формулу знаем, чего не скажешь о суммы трёх. А вот π одиноко стоит с правой стороны, тогда можно сначала перенести одно слагаемое на правую часть и потом уже делать махинации со взятием тангенса.

Подсказка 3

Тогда взяв тангенс от обеих частей (но помните, что нужно будет сделать проверку равносильности такого перехода!) и применив формулу тангенса суммы, получаем совсем простое квадратное уравнение для x.

Показать ответ и решение

Обозначим OD  через x  .

PIC

Из прямоугольных треугольников выражаем углы

∠CDO  =arctg 7 ,∠BDO =arctg 4,∠ADO  = arctg 3
           x             x            x

По условию нам дано

arctg 7 +arctg 4 + arctg 3= π
    x      x       x

Преобразуем

    7      4          3
arctgx +arctgx = π− arctg x

Возьмём тангенс от обеих частей (проверку равносильности такого перехода отложим) и применим формулу тангенса суммы

 tg(arctg 7x)+ tg(arctg 4x)          3
1−-tg(arctg 7)⋅tg(arctg 4) = tg(π − arctgx)
         x        x

-11x--= − 3
1− 28x2   x

   28    11
1− x2 =− 3-

x2 = 28⋅3= 6
     14

x= OD >0,  поэтому подходит только x= √6  .

Теперь вернёмся к уравнению до взятия тангенсов и подставим туда этот корень. Правая часть       ∘ --
π− arctg  32  лежит на отрезке (0,π).  Левая тоже, потому что оба арктангенса по определению положительные и меньше π2.  То есть они не могут отличаться на кратное π.  Так что раз тангенсы получились равны, то и сами углы равны.

Ответ:

 √6

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!