Kąty w graniastosłupach

Otrzymałeś(aś) rozwiązanie do zamieszczonego zadania? - podziękuj autorowi rozwiązania! Kliknij
Natalia50
Rozkręcam się
Rozkręcam się
Posty: 42
Rejestracja: 27 wrz 2009, 09:52

Kąty w graniastosłupach

Post autor: Natalia50 »

Przekątna graniastosłupa prawidłowego sześciokątnego o długości 12 cm jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod katem 60 stopni. Jaki kat tworzy ta przekątna z krawędzią podstawy?
irena
Guru
Guru
Posty: 22300
Rejestracja: 10 paź 2009, 19:08
Otrzymane podziękowania: 9858 razy
Płeć:

Post autor: irena »

Graniastosłup prawidłowy sześciokątny ma 2 typy przekątnych. Czy w zadaniu podano, o którą przekątną chodzi?
irena
Guru
Guru
Posty: 22300
Rejestracja: 10 paź 2009, 19:08
Otrzymane podziękowania: 9858 razy
Płeć:

Post autor: irena »

Wprowadź oznaczenie: a- krawędź podstawy graniastosłupa (bok sześciokąta foremnego), H = wysokość graniastosłupa.
Jeżeli w zadaniu mowa jest o dłuższej przekątnej graniastosłupa, to jej kąt nachylenia do podstawy to kąt, jaki ta przekątna (p) tworzy z dłuższą przekątną podstawy. Dłuższa przekątna sześciokąta foremnego o boku a ma długość 2a.

\(cos60^o=\frac{2a}{p}\\\frac{2a}{p}=\frac{1}{2}\\p=4a\\\frac{H}{2a}=tg60^o\\H=2a\sqrt{3}\)

Krótsza przekątna graniastosłupa (d) tworzy trójkąt prostokątny z wysokością graniastosłupa (H) i krótszą przekątną podstawy (krótsza przekątna sześciokąta foremnego o boku a ma długość \(a\sqrt{3}\)

\((2a\sqrt{3})^2+(a\sqrt{3})^2=d^2\\d^2=15a^2\\d=a\sqrt{15}\)

Mamy trójkąt o bokach a, d, p. Trzeba obliczyć kąt między bokami p i a \((\alpha)\).

Z twierdzenia cosinusów:

\(d^2=p^2+a^2-2pa\ cos\alpha\\15a^2=(4a)^2+a^2-2\cdot4a^2\cdot\ cos\alpha\\15a^2=17a^2-8a^2cos\alpha\\8a^2cos\alpha=2a^2\\cos\alpha=\frac{1}{4}\)
irena
Guru
Guru
Posty: 22300
Rejestracja: 10 paź 2009, 19:08
Otrzymane podziękowania: 9858 razy
Płeć:

Post autor: irena »

Druga wersja- dla krótszej przekątnej graniastosłupa.

Jej kąt nachylenia do podstawy to kąt między tą przekątną (p) a krótszą przekątną podstawy.

a- krawędź podstawy, H- wysokość graniastosłupa

Krótsza przekątna podstawy graniastosłupa (sześciokąta foremnego) ma długość \(a\sqrt{3}\)

\(tg60^o=\frac{H}{a\sqrt{3}}\\H=3a\\cos60^o=\frac{a\sqrt{3}}{p}\\\frac{a\sqrt{3}}{p}=\frac{1}{2}\\p=2a\sqrt{3}\)

Przekątna ściany bocznej (d):

\(d^2=a^2+H^2\\d^2=a^2+(3a)^2\\d^2=10a^2

d=a\sqrt{10}\)


Mamy trójkąt o bokach d, p, a, Kąt, który trzeba znaleźć \(\alpha\) , to kąt między bokami p,a.

Z twierdzenia cosinusów:

\(d^2=p^2+a^2-2pacos\alpha\\10a^2=12a^2+a^2-4a^2\sqrt{3}cos\alpha\\4a^2\sqrt{3}cos\alpha=3a^2\\cos\alpha=\frac{\sqrt{3}}{4}\)
Natalia50
Rozkręcam się
Rozkręcam się
Posty: 42
Rejestracja: 27 wrz 2009, 09:52

Post autor: Natalia50 »

ups troszke źle przepisałam, pomyliło mi sie z zadaniem powyzej w zbiorze... miało być Przekątna graniastosłupa prawidłowego czworokątnego jest nachylona do płaszczyzny podstawy pod katem 60 stopni. Jaki kat tworzy ta przekątna z krawędzią podstawy? bardzo przepraszam za tą pomyłke
Natalia50
Rozkręcam się
Rozkręcam się
Posty: 42
Rejestracja: 27 wrz 2009, 09:52

Post autor: Natalia50 »

Ale dziękuje za rozwiązanie tamtego zadania. będę się wzorowac przy rozwiązywaniu innych
irena
Guru
Guru
Posty: 22300
Rejestracja: 10 paź 2009, 19:08
Otrzymane podziękowania: 9858 razy
Płeć:

Post autor: irena »

Oznaczenia: a- krawędź podstawy, H- wysokość, d- przekątna ściany bocznej.

Kąt nachylenia przekątnej tego graniastosłupa do podstawy \(\alpha\)) to kąt między tą przekątną (p) a przekątną podstawy (przekątną kwadratu o boku a, czyli odcinka o długości \(a\sqrt{2}\)).

\(\frac{H}{a\sqrt{2}}=tg60^o\\H=a\sqrt{6}\\\frac{a\sqrt{2}}{p}=cos60^o\\p=2a\sqrt{2}\\d^2+a^2=H^2\\d^2+a^2=6a^2\\d^2=5a^2\\d=a\sqrt{5}\)

Mamy trójkąt o bokach a, d, p. Szukany kąt to kąt między bokami a, p.

Z twierdzenia cosinusów:

\(d^2=a^2+p^2-2ap\ cos\alpha\\5a^2=a^2+8a^2-4a^2\sqrt{2}cos\alpha\\4a^2\sqrt{2}cos\alpha=4a^2\\cos\alpha=\frac{\sqrt{2}}{2}\\\alpha=45^o\)
ODPOWIEDZ