Точка E — середина ребра BB1 куба ABCDA1B1C1D1. Точка F лежит на продолжении ребра BB1 за точку B1, причем 2B1F = BB1.
а) Докажите, что угол между прямыми AE и CA1 равен углу между прямыми CA1 и A1F.
б) Найдите угол между прямыми AE и CA1.
а) Примем ребро куба за a. Тогда Проведем через точку A1 прямую, параллельную AE. Она пересекает продолжение ребра BB1 в точке F, причем
Искомый угол равен углу CA1F (или смежному с ним).
б) В прямоугольном треугольнике A1B1F с прямым углом B1 имеем:
В прямоугольном треугольнике CBF с прямым углом B имеем:
В треугольнике CA1F по теореме косинусов получаем:
откуда
а тогда
Ответ:
Примечание.
Ответ может быть представлен и в другом виде:

