Przejdź do treści

Ostrosłup ze ścianą boczną prostopadłą do podstawy - kąt nachylenia pozostałych ścian

Szkoła średnia trudne

Podstawą ostrosłupa ABCSABCS jest trójkąt równoboczny o boku 66. Ściana boczna ABSABS jest prostopadła do płaszczyzny podstawy i jest trójkątem równobocznym. Oblicz tangens kąta α\alpha nachylenia ściany ACSACS do płaszczyzny podstawy i podaj przybliżoną miarę tego kąta.

A B C S M K α
Spodek wysokości M - środek AB. MK ⊥ AC, więc z twierdzenia o trzech prostych prostopadłych SK ⊥ AC i α = ∠MKS.

Rozwiązanie

Pokaż rozwiązanie krok po krokuUkryj rozwiązanie

Krok 1. Spodek wysokości. Ściana ABSABS jest prostopadła do podstawy, więc wysokość ostrosłupa leży w tej ścianie: to wysokość SMSM trójkąta równobocznego ABSABS, a MM - środek ABAB:

H=∣SM∣=632=33.H = |SM| = \frac{6\sqrt{3}}{2} = 3\sqrt{3}.

Krok 2. Kąt liniowy przy krawędzi AC. Prowadzimy w podstawie MK⊥ACMK \perp AC (KK na ACAC). SMSM jest prostopadła do podstawy, MKMK to rzut odcinka SKSK, a MK⊥ACMK \perp AC - z twierdzenia o trzech prostych prostopadłych SK⊥ACSK \perp AC. Kąt nachylenia ściany ACSACS to α=∠MKS\alpha = \angle MKS.

Krok 3. Długość MK. W trójkącie prostokątnym AKMAKM: ∣AM∣=3|AM| = 3 i ∠MAK=60∘\angle MAK = 60^\circ, więc

∣MK∣=∣AM∣sin⁡60∘=3⋅32=332.|MK| = |AM| \sin 60^\circ = 3 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = \frac{3\sqrt{3}}{2}.

(To połowa wysokości trójkąta ABCABC - odcinek łączący środek boku z bokiem ACAC.)

Krok 4. Tangens kąta.

tg⁡α=∣SM∣∣MK∣=3333/2=2.\operatorname{tg}\alpha = \frac{|SM|}{|MK|} = \frac{3\sqrt{3}}{3\sqrt{3}/2} = 2.

Z tablic tg⁡63∘≈1,9626\operatorname{tg}63^\circ \approx 1{,}9626 i tg⁡64∘≈2,0503\operatorname{tg}64^\circ \approx 2{,}0503, więc α≈63,4∘\alpha \approx 63{,}4^\circ. Ściana BCSBCS tworzy z podstawą ten sam kąt (symetria względem płaszczyzny SMCSMC).

Odpowiedź. tg⁡α=2\operatorname{tg}\alpha = 2, α≈63,4∘\alpha \approx 63{,}4^\circ.