Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 59, §3 Двугранный угол. Перпендикулярность плоскостей
№190. Дан куб ABCDA1B1C1D1. Найдите следующие двугранные углы: а) ABB1C; б) ADD1B; в) A1BB1K, где K — середина ребра A1D1.
✎ Запись в тетрадь
Дано:куб ABCDA1B1C1D1; K — середина A1D1
Найти:двугранные углы: а) ABB1C; б) ADD1B; в) A1BB1K
а)
BB1⊥(ABC) ⇒ линейный угол —
∠ABC.
1 ∠ABC=90∘ — угол квадрата.
1 б)
DD1⊥(ABC) ⇒ линейный угол —
∠ADB.
2 DB — диагональ квадрата ⇒
∠ADB=45∘.
2 в)
BB1⊥A1B1,
BB1⊥B1K ⇒ линейный угол —
∠A1B1K=φ.
3 △A1B1K:
∠A1=90∘,
A1B1=a,
A1K=2a.
3 tgφ=A1B1A1K=21,φ≈26∘34′4 Ответ: а) 90∘; б) 45∘; в) tgφ=21, φ≈26∘34′.
Пояснение
Идея. Во всех трёх случаях ребро двугранного угла — боковое ребро куба, перпендикулярное основанию. Поэтому линейный угол лежит в плоскости основания: нужно лишь найти в нём лучи, идущие по граням.
- 1Ребро перпендикулярно плоскости основания, значит, оно перпендикулярно и лучам BA, BC, выходящим из его конца B и лежащим в гранях. Угол между этими лучами — линейный угол.
- 2Здесь лучи — сторона DA и диагональ DB квадрата. Диагональ квадрата делит его угол пополам.
- 3Грань BB1K — вертикальная плоскость, она пересекает верхнюю грань по B1K. Лучи B1A1 и B1K лежат в верхней грани, перпендикулярной ребру BB1, — это стороны линейного угла.
- 4Угол φ — острый угол прямоугольного треугольника с катетами a и 2a. Значение угла arctg21 берём из таблицы или калькулятора.