Чтобы найти расстояние между точкой A и плоскостью CDF1 в правильной шестиугольной призме, следуем следующим шагам:
- Определение координат точек:
- В правильной шестиугольной призме ABCDEFA1B1C1D1E1F1 с длиной ребра 2, можно задать координаты точек следующим образом:
- A(0, 0, 0)
- B(2, 0, 0)
- C(1, √3, 0)
- D(-1, √3, 0)
- E(-2, 0, 0)
- F(-1, -√3, 0)
- A1(0, 0, 2)
- B1(2, 0, 2)
- C1(1, √3, 2)
- D1(-1, √3, 2)
- E1(-2, 0, 2)
- F1(-1, -√3, 2)
- Определение уравнения плоскости CDF1:
- Плоскость CDF1 проходит через точки C, D и F1.
- Координаты этих точек:
- C(1, √3, 0), D(-1, √3, 0), F1(-1, -√3, 2).
- Для нахождения уравнения плоскости, сначала находим векторы CD и CF1:
- CD = D - C = (-1 - 1, √3 - √3, 0 - 0) = (-2, 0, 0)
- CF1 = F1 - C = (-1 - 1, -√3 - √3, 2 - 0) = (-2, -2√3, 2)
- Теперь находим нормальный вектор плоскости, используя векторное произведение:
- n = CD × CF1.
- Вычисление векторного произведения:
- n = |i j k|
- |-2 0 0|
- |-2 -2√3 2|
- n = (0*2 - 0*(-2√3), 0*(-2) - (-2)*2, (-2)*(-2√3) - 0*(-2)) = (0, 4, 4√3)
- Таким образом, нормальный вектор n = (0, 4, 4√3).
- Уравнение плоскости:
- Общее уравнение плоскости: Ax + By + Cz + D = 0, где (A, B, C) - координаты нормального вектора.
- Подставляем значения: 0*x + 4*y + 4√3*z + D = 0.
- Чтобы найти D, подставим координаты точки C(1, √3, 0):
- 0*1 + 4*√3 + 4√3*0 + D = 0 => D = -4√3.
- Таким образом, уравнение плоскости: 4y + 4√3z - 4√3 = 0.
- Можно упростить: y + √3z - √3 = 0.
- Расстояние от точки A до плоскости:
- Формула для расстояния от точки (x0, y0, z0) до плоскости Ax + By + Cz + D = 0:
- d = |Ax0 + By0 + Cz0 + D| / √(A^2 + B^2 + C^2).
- Подставляем A(0, 0, 0):
- d = |0*0 + 4*0 + 4√3*0 - 4√3| / √(0^2 + 4^2 + (4√3)^2).
- d = | -4√3 | / √(16 + 48) = 4√3 / √64 = 4√3 / 8 = √3 / 2.
Таким образом, расстояние между точкой A и плоскостью CDF1 составляет √3 / 2.