7671. В кубе
ABCDA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}
найдите тангенс угла между прямой
AC_{1}
и плоскостью
BDD_{1}
.
Ответ.
\sqrt{2}
.
Решение. Пусть
O
— точка пересечения диагоналей квадрата
ABCD
,
Q
— точка пересечения диагоналей куба. Тогда
Q
— середина
AC_{1}
и
BD_{1}
, а
O
— ортогональная проекция точки
Q
на плоскость
ABCD
.
Прямая
AO
перпендикулярна двум пересекающимся прямым
BD
и
BB_{1}
плоскости
BDD_{1}B_{1}
, значит,
AO
— перпендикуляр к этой плоскости, а
OQ
— ортогональная проекция наклонной
AQ
к этой плоскости. Следовательно, угол между прямой
AQ
(а значит, и
AC_{1}
) и плоскостью
BDD_{1}B_{1}
— это угол
AQO
.
Пусть ребро куба равно
a
. Тогда
AO=\frac{a\sqrt{2}}{2}
и
OQ=\frac{1}{2}BB_{1}=\frac{a}{2}
. Из прямоугольного треугольника
AQO
находим, что
\tg\angle AQO=\frac{AO}{OQ}=\frac{\frac{a\sqrt{2}}{2}}{\frac{a}{2}}=\sqrt{2}.