Probleme rezolvate Calculul de distante si masuri de unghiuri

Prezentam probleme rezolvate cu distante si masuri de unghiuri, probleme care s-au dat la Evaluarea Nationala.

Paralelipipedul dreptunghic ACDA’B’C’D’ are AA'=3\sqrt{5}, AB=6 cm, BC=3 cm. Fie O mijlocul segmentului [BD], iar M mijlocul segmentului [AB].

a) Demonstrati ca OM\perp A'B

b) Calculati m\left(\widehat{(D'B,((ABC))}\right)

c) Calculati \tan(\widehat{(A'DM),(D'DM)})

Demonstratie:
cum aratam ca doua drepte sunt perpendiculare
Stim ca O este mijlocul lui [BD]
M este mijlocul lui [AB], atunci obtinem ca OM este linie mijlocie in triunghiul ABD, astfel obtinem OM||AD

Observam ca AB secanta, asadar \widehat{OMB}\equiv\widehat{DAB} (ca unghiuri corespondente), asadar obtinem m\left(\widehat{OMB}\right)=90^{0}, asadar obtinem ca OM\perp AB. Dar observam ca OM\perp AA', asadar OM\perp (A'AB). Daca OM\perp (A'AB), observam ca A'B\subset(A'AB) obtinem ca OM\perp A'B.

b) Pentru a afla masura unghiului unei drepte cu un plan calculam proiectia dreptei pe planul respectiv pr_{(ABC)}D'B

Ca sa aflam mai usor proiectia dreptei, calculam mai intai proiectia fiecarui punct pe planul respectiv, asadar:
pr_{(ABC)}D'=D
Si pr_{(ABC)}B=B

Asadar pr_{(ABC)}D'B=DB
asadar obtinem unghiul m\left(\widehat{(D'B,((ABC))}\right)=m\left(\widehat{D'B, DB}\right)=m\left(\widehat{D'BD}\right)

Astfel avem ca triunghiul D’BD este dreptunghic in D, stim ca DD'=AA'=3\sqrt{5}

Iar cu Teorema lui Pitagora in triunghiul dreptunghic ABD, putem afla BD, astfel avem ca DB^{2}=AD^{2}+AB^{2}\Rightarrow DB^{2}=3^{2}+6^{2}\Rightarrow DB^{2}=9+36\Rightarrow DB=\sqrt{45}\Rightarrow DB=3\sqrt{5}

Asadar observam ca DB=DD'=3\sqrt{5}, adica triunghiul DD’B este isoscel, de mai sus stiind ca este si dreptunghic, obtinem ca DD’B este dreptunghic isoscel, asadar m\left(\widehat{D'BD}\right)=45^{0}.

c) \tan(\widehat{(A'DM),(D'DM)})
Pentru a afla tangenta unghiului celor doua plane mai intai aflam intersectia celor doua plane, astfel avem ca (A'DM)\cap (D'DM)=\left\{DM\right\}

Fie P mijlocul segmentului [A’B’], iar S mijlocul segmentului [DM].

Observam ca in triunghiul A’DM, A’D=AM, iar S fiind mijlocul lui DM, obtinem ca A'S\perp DM, deoarece triunghiul A’DM fiind isoscel, iar S mijlocul bazei, obtinem ca A’S este si inaltime.
unghiul a doua plane
Acum pentru a afla perpendiculara din D’ pe DM, am luat P- mijlocul lui A’B’, si observam ca D’PMD este dreptunghi, astfel, fie N mijlocul lui [D’P], obtinem ca NS\perp DM, si astfel avem unghiul

\tan(\widehat{(A'DM),(D'DM)})=\tan(\widehat{A'S, NS})=\tan\widehat{A'SN}

Stim ca SN=NP=AA'=3\sqrt{5}, iar triunghiul ANS este dreptunghic in N.

Pentru a afla AN, observam ca triunghiul A’D’P este dreptunghic in A’, stim ca AD’=A’P=3 astfel cu teorema lui Pitagora obtinem D'P^{2}=3^{2}+3^{2}\rightarrow D'P^{2}=18\Rightarrow D'P=\sqrt{18}=3\sqrt{2}, aplicand teorema medianei, obtinem A'N=\frac{D'P}{2}=\frac{3\sqrt{2}}{2}

Astfel avem ca \tan\widehat{A'SN}=\frac{A'N}{SN}=\frac{\frac{3\sqrt{2}}{2}}{3\sqrt{5}}=\frac{3\sqrt{2}}{2}:\frac{3\sqrt{5}}{1}=\frac{3\sqrt{2}}{2}\cdot\frac{1}{3\sqrt{5}}=\frac{\sqrt{2}}{2\sqrt{5}}=\frac{\sqrt{10}}{2\cdot 5}=\frac{\sqrt{10}}{10}

Lasă un răspuns