Смотрите, как это просто. Прямая АВ1 пересекает плоскость ВСА1 в центре боковой грани АА1В1В - то есть просто в точке пересечения диагоналей боковой грани - самой АВ1 и А1В, которая лежит в плоскости ВСА1.
Пусть это точка Е, найти длину АЕ проще простого (все вычисления - потом).
Поэтому всё, что нам надо, это придумать, как опустить перпендикуляр из точки А на плоскость ВСА1, и найти его длину (то есть расстояние от точки А до этой плоскости).
Сразу понятно, что этот перпендикуляр должен "идти посередине" граней - из за симметрии правильной призмы.
Строго это формулируется так - проведем сечение призмы через боковое ребро АА1 и АК, где К - середина ВС. Ясно, что ВС перпендикулярно АК - в основании лежит правильный треугольник. Отсюда следует, что плоскости АА1К и А1ВС перпендикулярны - дело в том, что если в одной плоскости есть ХОТЯ БЫ одна прямая, перпендикулярная другой плоскости, то эти плоскости перпендикулярны друг другу (это - самый важный момент в решении задач такого типа). Ну, а отсюда следует, что нужный нам перпендикуляр лежит в плоскости АА1К.
Построенное сечение - прямоугольник, и прямая А1К принадлежит как сечению, так и плоскости ВСА1. Если теперь в треугольнике АА1К из точки А провести перпендикуляр к А1К, то он будет перпендикулярен всей плоскости ВСА1, поскольку, кроме А1К, он перпендикулярен еще и ВС.
АК = 3 (боковая сторона треугольника 2√3, высота 2√3*√3/2 = 3), то есть треугольник АА1К - "Египетский" 3,4,5. Это очень упрощает вычисления - высота АН к гипотенузе А1К равна 3*4/5 = 2,4. Это и есть расстояние от А до плоскости ВСА1. АН = 2,4.
А длина наклонной АЕ равна половине диагонали боковой грани - прямоугольника со сторонами 4 и 2√3. Легко вычислить, что это √7 (ну посчитайте :) по теореме Пифагора).
Синус искомого угла АЕН равен 2,4/√7 = 12/(5√7).
Я конечно мог что-то не так сосчитать - проверьте :)
1) {15х+10=7+12у
{4х+4у+х=31
{15x-12y=7-10
{5x+4y=31 | X (умножить) -3
{15x-12y=-3
{-15x-12y=-93 +1 уравнение
{-24y=-96
{15x-12y=-3
{y=4
{15x-48=-3
{y=4
{15x=-3+48
{y=4
{15x=45
{y=4
{x=3
2) {12x+4y-1=y-2x
{8x-2y+19=-x
{12x+2x+4y-y=1
{8x+x-2y=-19
{14x+3y=1 | X 2
{9x-2y=-19 | X 3
{28x+6y=2
{27x-6y=-57 +
{55x=-55
{28x+6y=2
{x=-1
{-28+6y=2
{x=-1
{6y=2+28
{x=-1
{6y=30
{x=-1
{y=5
3){2x+4y-7y=6
{10x+5y-x=2y+60
{2x-3y=6
{9x+3y=+60 +
{11x=66
{9x+3y=60
{x=6
{54+3y=60
{x=6
{3y=60-54
{x=6
{3y=6
{x=6
{y=2
Смотрите, как это просто. Прямая АВ1 пересекает плоскость ВСА1 в центре боковой грани АА1В1В - то есть просто в точке пересечения диагоналей боковой грани - самой АВ1 и А1В, которая лежит в плоскости ВСА1.
Пусть это точка Е, найти длину АЕ проще простого (все вычисления - потом).
Поэтому всё, что нам надо, это придумать, как опустить перпендикуляр из точки А на плоскость ВСА1, и найти его длину (то есть расстояние от точки А до этой плоскости).
Сразу понятно, что этот перпендикуляр должен "идти посередине" граней - из за симметрии правильной призмы.
Строго это формулируется так - проведем сечение призмы через боковое ребро АА1 и АК, где К - середина ВС. Ясно, что ВС перпендикулярно АК - в основании лежит правильный треугольник. Отсюда следует, что плоскости АА1К и А1ВС перпендикулярны - дело в том, что если в одной плоскости есть ХОТЯ БЫ одна прямая, перпендикулярная другой плоскости, то эти плоскости перпендикулярны друг другу (это - самый важный момент в решении задач такого типа). Ну, а отсюда следует, что нужный нам перпендикуляр лежит в плоскости АА1К.
Построенное сечение - прямоугольник, и прямая А1К принадлежит как сечению, так и плоскости ВСА1. Если теперь в треугольнике АА1К из точки А провести перпендикуляр к А1К, то он будет перпендикулярен всей плоскости ВСА1, поскольку, кроме А1К, он перпендикулярен еще и ВС.
АК = 3 (боковая сторона треугольника 2√3, высота 2√3*√3/2 = 3), то есть треугольник АА1К - "Египетский" 3,4,5. Это очень упрощает вычисления - высота АН к гипотенузе А1К равна 3*4/5 = 2,4. Это и есть расстояние от А до плоскости ВСА1. АН = 2,4.
А длина наклонной АЕ равна половине диагонали боковой грани - прямоугольника со сторонами 4 и 2√3. Легко вычислить, что это √7 (ну посчитайте :) по теореме Пифагора).
Синус искомого угла АЕН равен 2,4/√7 = 12/(5√7).
Я конечно мог что-то не так сосчитать - проверьте :)