Запишите условие и заключение следующих теорем сформулируйте теоремы обратные к ним и проверьте будут ли они верны первые если AC равно ВD на рисунке 2 то АВ=СD
Боковое ребро AA1 образует со сторонами основания AB и AD равные углы 60.
Возьмем на ребре AA1 точку T и опустим перпендикуляры на стороны: TK⊥AB, TN⊥AD
△TAK=△TAN по гипотенузе и острому углу => AK=AN
Опустим перпендикуляр TH на плоскость основания.
По теореме о трех перпендикулярах HK⊥AB, HN⊥AD
AKHN - квадрат
Диагональ AH квадрата AKHN лежит на диагонали AC квадрата основания. Перпендикуляр из T падает на AC, следовательно перпендикуляр из A1 - высота призмы - также падает на AC.
Пусть AN=1, тогда AT=AN/cos60=2, AH=AN/cos45=√2
=> cosTAH =AH/AT =√2/2 => ∠TAH=45 =∠A1AC
Диагональное сечение AA1C1C содержит высоту, следовательно перпендикулярно основанию.
S(AA1C1C) =AC*h (h - высота из A1)
32 =4√2*h => h =4√2
(Поскольку высота из A1 образует с вершиной A треугольник c углами 45, 90 - равнобедренный - видим, что она падает в точку С.)
AA1 =h/sin45 =4√2*√2 =8 =BB1
AC⊥BD (диагонали квадрата) => AA1⊥BD (т о трех перпендикулярах)
Я прощения за рисунок - там много лишнего, но можно разглядеть △ABC ∠AВC = 100°; у меня была очередная "сумасшедшая идея" :).
На самом деле порядок решения такой - берется ∠HAC = 20° и в него встраивается ломанная из звеньев одинаковой длины (пока не важно, какой). Это построение хорошо известно. Я его повторю только для тех, кто не в курсе (автор задачи, я уверен, прекрасно знает, я прощения).
Первая точка V на AC, вторая U на AH. △AUV равнобедренный => ∠UVC = 40°; следующая вершина ломаной точка F на AC, △FUV равнобедренный => ∠UFV = ∠UVC = 40° => ∠HUF = 60°; следующее звено FD, и легко увидеть, что △DUF оказался равносторонним. Еще одно звено DO, и точно также находится ∠DFO = ∠DOF = 80°; ∠FDO = 20°;
Так как ∠DAO = 20°, то ∠ADO = 80°; => △ADO равнобедренный, AD = AO;
Кроме того △ADO ∼ △FDO;
Больше нельзя добавить звеньев по прежней схеме, но можно добавить еще одно звено вдоль AC (сама точка C на русунке). Пусть CD продлено за D до точки B так, что AB = BC. Так как ∠DOС = 100°, ∠AСD = 40°; ∠ABС = 100°; AD - биссектриса ∠BAС.
То есть получился треугольник из условия задачи.
А вот теперь, собственно, решение задачи.
Так как ∠DFA = ∠DBA = 100°, точки F и B симметричны относительно биссектрисы AD, => DF = BD; => CO = BD; а так как AO = AD, то AD = AC - BD = 3; это все.
То, что звенья ломаной брались произвольной (одинаковой, но произвольной) длины, ничего не меняет - можно было сразу взять их длиной 3, например.
Боковое ребро AA1 образует со сторонами основания AB и AD равные углы 60.
Возьмем на ребре AA1 точку T и опустим перпендикуляры на стороны: TK⊥AB, TN⊥AD
△TAK=△TAN по гипотенузе и острому углу => AK=AN
Опустим перпендикуляр TH на плоскость основания.
По теореме о трех перпендикулярах HK⊥AB, HN⊥AD
AKHN - квадрат
Диагональ AH квадрата AKHN лежит на диагонали AC квадрата основания. Перпендикуляр из T падает на AC, следовательно перпендикуляр из A1 - высота призмы - также падает на AC.
Пусть AN=1, тогда AT=AN/cos60=2, AH=AN/cos45=√2
=> cosTAH =AH/AT =√2/2 => ∠TAH=45 =∠A1AC
Диагональное сечение AA1C1C содержит высоту, следовательно перпендикулярно основанию.
S(AA1C1C) =AC*h (h - высота из A1)
32 =4√2*h => h =4√2
(Поскольку высота из A1 образует с вершиной A треугольник c углами 45, 90 - равнобедренный - видим, что она падает в точку С.)
AA1 =h/sin45 =4√2*√2 =8 =BB1
AC⊥BD (диагонали квадрата) => AA1⊥BD (т о трех перпендикулярах)
=> BB1⊥BD, BB1D1D - прямоугольник
S(BB1D1D) =BB1*BD =8*4√2 =32√2 (см^2)
Я прощения за рисунок - там много лишнего, но можно разглядеть △ABC ∠AВC = 100°; у меня была очередная "сумасшедшая идея" :).
На самом деле порядок решения такой - берется ∠HAC = 20° и в него встраивается ломанная из звеньев одинаковой длины (пока не важно, какой). Это построение хорошо известно. Я его повторю только для тех, кто не в курсе (автор задачи, я уверен, прекрасно знает, я прощения).
Первая точка V на AC, вторая U на AH. △AUV равнобедренный => ∠UVC = 40°; следующая вершина ломаной точка F на AC, △FUV равнобедренный => ∠UFV = ∠UVC = 40° => ∠HUF = 60°; следующее звено FD, и легко увидеть, что △DUF оказался равносторонним. Еще одно звено DO, и точно также находится ∠DFO = ∠DOF = 80°; ∠FDO = 20°;
Так как ∠DAO = 20°, то ∠ADO = 80°; => △ADO равнобедренный, AD = AO;
Кроме того △ADO ∼ △FDO;
Больше нельзя добавить звеньев по прежней схеме, но можно добавить еще одно звено вдоль AC (сама точка C на русунке). Пусть CD продлено за D до точки B так, что AB = BC. Так как ∠DOС = 100°, ∠AСD = 40°; ∠ABС = 100°; AD - биссектриса ∠BAС.
То есть получился треугольник из условия задачи.
А вот теперь, собственно, решение задачи.
Так как ∠DFA = ∠DBA = 100°, точки F и B симметричны относительно биссектрисы AD, => DF = BD; => CO = BD; а так как AO = AD, то AD = AC - BD = 3; это все.
То, что звенья ломаной брались произвольной (одинаковой, но произвольной) длины, ничего не меняет - можно было сразу взять их длиной 3, например.