Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 57, §3 Двугранный угол. Перпендикулярность плоскостей
№168. Двугранный угол равен φ. На одной грани этого угла лежит точка, удалённая на расстояние d от плоскости другой грани. Найдите расстояние от этой точки до ребра двугранного угла.
✎ Запись в тетрадь
Дано:двугранный угол с ребром a равен φ; A∈β; AH⊥α, AH=d
Найти:расстояние от A до ребра a
AB⊥a,
B∈a — искомое расстояние;
AH⊥α,
AH=d.
1 a⊥AB,
a⊥AH ⇒
a⊥(ABH) ⇒
a⊥BH.
2 ⇒
∠ABH=φ — линейный угол.
2Ответ: sinφd.
Пояснение
Идея. Расстояние до ребра и расстояние до плоскости другой грани соединяет прямоугольный треугольник ABH, где угол при B — линейный угол двугранного угла.
- 1Расстояние от точки до прямой — длина перпендикуляра, поэтому AB⊥a. Из точки A опускаем перпендикуляр AH на плоскость другой грани, он равен d.
- 2Ребро a перпендикулярно двум пересекающимся прямым AB и AH плоскости ABH, значит, перпендикулярно и BH. Луч BA лежит в одной грани, луч BH — в плоскости другой, оба перпендикулярны ребру: угол при B в треугольнике ABH равен φ.
- 3В прямоугольном треугольнике ABH катет AH лежит против угла B, а AB — гипотенуза.
Частая ошибка. Если φ тупой, точка H окажется по другую сторону от ребра, и угол в треугольнике ABH будет 180∘−φ. Синусы этих углов равны, ответ тот же.