№325. Площадь основания цилиндра относится к площади осевого сечения как 3π:4. Найдите: а) угол между диагональю осевого сечения и плоскостью основания; б) угол между диагоналями осевого сечения.
✎ Запись в тетрадь
Дано:
Sосн:Sос=3π:4
Найти:
а) угол между AB1 и основанием; б) угол между AB1 и BA1
K — точка пересечения диагоналей, KA=KB ⇒ ∠KBA=∠KAB=30∘.4
∠AKB=180∘−60∘=120∘; угол между диагоналями — острый: 60∘.4
Ответ: а) 30∘; б) 60∘.
Пояснение
Идея. Из отношения площадей находим отношение r к h. Оно определяет форму осевого сечения, а значит, и углы его диагоналей.
1Основание — круг, осевое сечение — прямоугольник 2r×h. Запишем площади через r и h.
2При делении r сокращается один раз, остаётся πr/(2h). Приравниваем к 3π/4, π сокращается, и получаем отношение r/h.
3Угол между наклонной и плоскостью — угол между наклонной и её проекцией. BB1 перпендикулярна основанию, поэтому проекция B1 — это B, а проекция AB1 — это AB. Тангенс угла B1AB — отношение катетов h и 2r.
4Диагонали прямоугольника равны и делятся точкой пересечения пополам, поэтому треугольник AKB равнобедренный и два угла при основании равны 30∘. Диагонали пересекаются под двумя углами (120∘ и 60∘), углом между прямыми считают тот, что не больше 90∘.
Частая ошибка. В пункте б) ответ 120∘ — ошибка: угол между прямыми не бывает тупым.