Основание ABCD призмы — трапеция с основаниями AB = 2CD.
а) Докажите, что плоскость проходит через середину бокового ребра
б) Найдите угол между боковым ребром и этой плоскостью, если призма прямая, трапеция ABCD прямоугольная с прямым углом при вершине B, а BC = CD и
а) Пусть плоскость пересекает ребро
в точке K. Параллельные плоскости пересекаются третьей по параллельным прямым, поэтому параллельные грани
и
сечение пересекает по параллельным прямым
и
Следовательно, углы и
равны и треугольники
и
подобны и коэффициент подобия
то есть
и K — середина
б) Пусть L — точка пересечения и СD, тогда BL — прямая пересечения плоскостей ABCD и
Опустим из K и С перпендикуляры KH и CH на BL. Они попадут в одну точку по теореме о трех перпендикулярах. BL параллельно
и параллельно
Следовательно, ABLD — параллелограмм. Тогда CL = CD = BC и треугольник BCL — прямоугольный и равнобедренный и его высота равна
при этом
Следовательно,
Тогда и равен углу между плоскостью
и плоскостью основания.
перпендикулярно ABCD, следовательно, угол между
и
равен
Ответ: б) 30°.
Приведём решение п. б) Ирины Шраго.
Решим задание координатно-векторным методом. Начало координат в точке C, ось Ox вдоль луча CB, ось Oy вдоль луча CL, ось Oz вдоль луча CC1. Уравнение плоскости в отрезках
где и
Таким образом, вектор нормали а вектор
поскольку он сонаправлен с осью Оz. Синус искомого угла равен модулю косинуса угла между этими векторами,
Следовательно,

