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#91989

Пусть S
 1  и S
 2  – площади граней произвольного тетраэдра, прилегающих к ребру a;α  – двугранный угол при этом ребре; b  – ребро, противоположное a;ϕ  – угол между ребрами b  и a  . Докажите, что верна формула

 2   2            (ab⋅sinϕ)2
S1 + S2 − 2S1S2cosα =--4---
Показать доказательство

Пусть нам дан тетраэдр ABCD  , у которого BC = a,AD =b,S    =S
              ABC   1  и S    = S
 DBC    2  . Проведем прямую параллельную BC  через   A  и выберем на ней точку  ′
B такую, что    ′
AB CB  параллелограмм. Опустим перпендикуляр DH1  в треугольнике BCD  , высоту DH  в тетраэдре и перпендикуляр H1H2  в параллелограмме    ′
AB CB  . Тогда H1H2 ⊥ BC  по параллельности и по теореме о трех перпендикулярах OH1 ⊥BC  . Значит, точки H,H1  и H2  лежат на одной прямой. Тогда опять по теореме о трех перпендикулярах, так как         ′
OH2 ⊥ AB , то    ′
DB высота в треугольнике    ′
AB  D  .

PIC

Мы знаем, что α  — двугранный угол при ребре a  . Значит, α = ∠H2H1D  . Мы знаем, что ϕ  — угол между ребрами b  и a  . Значит, ϕ =∠BAD  .

Тогда по определению синуса DH2 = bsinϕ  . С другой стороны, по теореме косинусов

DH2 =H1H2 + DH2 − 2cosαH1H2 ⋅DH1.
  2      2    1

Заметим, что раз DH1  — высота в треугольнике DBC  , то DH1 = 2Sa2  . Так как H1H2  высота параллелограмма ABCB ′ , то это и высота треугольника ABC  . Значит, H1H2 = 2Sa1  . Отсюда

b2sin2ϕ= H1H22 + DH21 − 2cosαH1H2 ⋅DH1
   a2b2sin2ϕ = 4S21 +4S22 − 8S1S2cosα
                             2
   S21 + S22 − 2S1S2cosα = (ab⋅si4nϕ)

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!