В правильном тетраэдре ABCD точка К — середина ребра АВ, точка Е лежит на ребре CD и EC : ED = 1 : 2.
а) Найдите угол между прямыми ВС и КЕ.
б) Найдите расстояние между прямыми ВС и КЕ, если ребро тетраэдра равно
а) Проведем через точку K прямую KL, параллельную BC, где точка L лежит на AC. KL — средняя линия треугольника ABC. Угол между прямыми KE и ВС равен углу EKL, найдем его из треугольника KEL. Пусть O — проекция вершины D, E' — проекция точки E на прямую KC и пусть ребро тетраэдра равно a. Тогда
откуда
Вычислим высоту тетраэдра:
а значит,
Косинус угла EKL найдем, применяя теорему косинусов:
Таким образом,
б) Расстояние между скрещивающимися прямыми равно расстоянию от одной из них до плоскости, параллельной ей и проходящей через другую прямую. Таким образом, искомое расстояние между прямыми BC и KE равно расстоянию между точкой С и и плоскостью KEL (плоскость KEL — проходит через прямые KE и KL, где прямая KL параллельна BC). То есть искомое расстояние — высота hc тетраэдра CKEL, проведенная из вершины C.
Вычислим объем тетраэдра CKEL:
С другой стороны, где
Итак,
Ответ: а) б)

