В кубе ABDCA1B1D1C1, где AB1 равно 10, каким образом можно определить расстояние между прямыми D1C1 и CA1?

Геометрия 11 класс Расстояние между скрещивающимися прямыми расстояние между прямыми куб ABDCA1B1D1C1 геометрия 11 класс AB1 равно 10 прямые D1C1 и CA1 Новый

Чтобы найти расстояние между прямыми D1C1 и CA1 в кубе ABDCA1B1D1C1, давайте сначала определим координаты всех вершин куба. Предположим, что куб расположен в пространстве следующим образом:

• A(0, 0, 0)
• B(10, 0, 0)
• C(10, 10, 0)
• D(0, 10, 0)
• A1(0, 0, 10)
• B1(10, 0, 10)
• C1(10, 10, 10)
• D1(0, 10, 10)

Теперь у нас есть координаты точек, через которые проходят искомые прямые:

• Прямая D1C1 проходит через точки D1(0, 10, 10) и C1(10, 10, 10).
• Прямая CA1 проходит через точки C(10, 10, 0) и A1(0, 0, 10).

Теперь найдем уравнения этих прямых в параметрической форме:

• Прямая D1C1:
  • x = t (где t изменяется от 0 до 10)
  • y = 10
  • z = 10
• Прямая CA1:
  • x = 10 - s (где s изменяется от 0 до 10)
  • y = 10 - s
  • z = s

Теперь мы можем найти расстояние между этими двумя прямыми. Для этого воспользуемся формулой для расстояния между двумя скрещивающимися прямыми:

Расстояние d между прямыми можно найти по формуле:

d = |(A1 - A2) * (B1 - B2)| / |B1 - B2|, где A1 и A2 - точки на первых и вторых прямых соответственно, а B1 и B2 - направления этих прямых.

В нашем случае:

• A1 = D1(0, 10, 10)
• A2 = C(10, 10, 0)
• B1 = (10, 0, 0) - (0, 10, 10) = (10, -10, -10)
• B2 = (0, 0, 10) - (10, 10, 0) = (-10, -10, 10)

Теперь подставим эти значения в формулу:

• Вектор A1 - A2 = (0 - 10, 10 - 10, 10 - 0) = (-10, 0, 10)
• Вектор B1 - B2 = (10 - (-10), -10 - (-10), -10 - 10) = (20, 0, -20)

Теперь найдем векторное произведение:

• |(A1 - A2) x (B1 - B2)| = |(-10, 0, 10) x (20, 0, -20)| = |(0, 200, 0)| = 200

Теперь найдем длину вектора B1 - B2:

• |B1 - B2| = sqrt(20^2 + 0^2 + (-20)^2) = sqrt(400 + 0 + 400) = sqrt(800) = 20sqrt(2)

Теперь подставим все в формулу для расстояния:

d = 200 / (20sqrt(2)) = 10/sqrt(2) = 5sqrt(2)

Таким образом, расстояние между прямыми D1C1 и CA1 равно 5sqrt(2).