Точка О лежит на биссектрисе угла АВС, равного 60°. Отрезок DO - перпендикуляр к плоскости (АВС). a) Докажите, что точка D равноудалена от с...
Условие:
Точка О лежит на биссектрисе угла АВС, равного 60°. Отрезок DO - перпендикуляр к плоскости (АВС). a) Докажите, что точка D равноудалена от сторон угла АВС. б) Пусть DA и DC - расстояния от точки D до сторон угла. Докажите перпендикулярность плоскостей (DAC) и (DOB). в) Найдите DB, если АС = 6 см, DO = 4 см.
Решение:
Для доказательства равноудаленности точки D от сторон угла АВС (задание а), мы можем воспользоваться свойством биссектрисы. Биссектриса угла делит его на два равных угла. Таким образом, угол АДС равен углу СДВ.
Поскольку угол АВС равен 60°, то угол АДС и угол СДВ равны по 30° каждый.
Теперь рассмотрим треугольники АДС и СДВ. У них две пары равных углов, поэтому они подобны.
Из подобия треугольников следует, что отношение длин сторон треугольников равно отношению длин соответствующих сторон.
Таким образом, DA/DC = AS/SB.
Так как AS = SB (так как точка S - середина стороны AB), то DA = DC.
Таким образом, точка D равноудалена от сторон угла АВС.
Для доказательства перпендикулярности плоскостей (DAC) и (DOB) (задание б), мы можем воспользоваться свойством перпендикулярных прямых. Если прямая DO перпендикулярна плоскости (АВС), то она перпендикулярна всем прямым, лежащим в этой плоскости.
Таким образом, прямая DO перпендикулярна прямой AC, а значит, лежит в плоскости (DAC).
Также, поскольку точка О лежит на биссектрисе угла АВС, то прямая OB также перпендикулярна плоскости (АВС).
Таким образом, прямая OB перпендикулярна прямой DC, а значит, лежит в плоскости (DOB).
Таким образом, плоскости (DAC) и (DOB) перпендикулярны.
Для нахождения DB (задание в), мы можем воспользоваться теоремой Пифагора в треугольнике ADB.
Так как DA = DC = 4 см, а AC = 6 см, то AB = 2 * AC = 12 см (так как точка S - середина стороны AB).
Теперь мы можем применить теорему Пифагора:
DB^2 = AB^2 - AD^2
DB^2 = 12^2 - 4^2
DB^2 = 144 - 16
DB^2 = 128
DB = √128
DB = 8√2 см.
Таким образом, DB равно 8√2 см.