Чтобы найти двугранный угол ABCD тетраэдра ABCD, где углы DAB, DAC и ACB являются прямыми, а также известны длины сторон AC, CB и DB, следуем следующим шагам:
- Определим координаты точек:
- Пусть точка A находится в начале координат, то есть A(0, 0, 0).
- Так как угол DAB прямой и AB перпендикулярен AD, выберем точку D на оси Z: D(0, 0, h),где h - высота, которую мы определим позже.
- Точку B можно разместить на оси X: B(b, 0, 0),где b - длина отрезка AB.
- Точка C будет находиться на оси Y: C(0, c, 0),где c - длина отрезка AC.
- Используем известные длины:
- Зная, что AC = 5, получаем координаты C(0, 5, 0).
- Так как CB = 5, мы можем найти b. Используем теорему Пифагора: BC = √((b - 0)² + (0 - 5)²) = 5. Это уравнение преобразуется в: b² + 25 = 25, откуда b² = 0, следовательно, b = 0. То есть B(0, 0, 0).
- Теперь определим точку D. У нас есть DB = 5√5. Используем теорему Пифагора: DB = √((0 - 0)² + (0 - 0)² + (h - 0)²) = 5√5. Это уравнение дает h = 5√5.
- Подставляем координаты:
- A(0, 0, 0),B(0, 0, 0),C(0, 5, 0),D(0, 0, 5√5).
- Находим векторы:
- Вектор AB = B - A = (0 - 0, 0 - 0, 0 - 0) = (0, 0, 0).
- Вектор AC = C - A = (0 - 0, 5 - 0, 0 - 0) = (0, 5, 0).
- Вектор AD = D - A = (0 - 0, 0 - 0, 5√5 - 0) = (0, 0, 5√5).
- Находим угол между плоскостями:
- Плоскость ABC и плоскость ABD. Для этого используем векторы:
- Найдём нормали к плоскостям. Нормаль к плоскости ABC: N1 = AC × AB = (0, 5, 0) × (0, 0, 0) = (0, 0, 0).
- Нормаль к плоскости ABD: N2 = AB × AD = (0, 0, 0) × (0, 0, 5√5) = (0, 0, 0).
- Поскольку векторы нормалей равны нулю, это указывает на то, что угол между плоскостями равен 90°.
Итак, двугранный угол ABCD равен 90°.