Тема . Векторы и координаты в стерео
Поиск длин, площадей и объёмов в координатах
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела векторы и координаты в стерео
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#76414

В куб ABCDA  B C D
      1 1 1  1  с ребром 1 вписана сфера. Точка E  расположена на ребре C C
  1  , причём C E = 1.
 1   8  Из точки E  проведена касательная к сфере, пересекающая грань куба AA1D1D  в точке K  , так, что             1
∠KEC  =arccos7.  Найти KE  .

Подсказки к задаче

Подсказка 1

Давайте сначала поработаем со сферой, ведь условие на вписанность и на касание может дать много полезной информации о нашей картинке. Можем ли мы что-то сказать про её радиус? А как радиус связан с касательной?

Подсказка 2

Верно, её радиус равен половине ребра, а касательная перпендикулярна радиусу, у нас довольно много информации о треугольнике OFE, более того, EK содержит его катет EF, может мы сможем посчитать всё с помощью треугольника OFE?

Подсказка 3

Давайте сделаем прямоугольную систему координат в точке C₁, потому как она рядом с нашим треугольником, и оси направим вдоль рёбер, наша цель - найти точку F. Не забывайте, что мы много что можем сказать про центр сферы, про скалярное произведение перпендикулярных векторов.

Подсказка 4

Возможно, при решении системы уравнений мы получили несколько решений, но часть может просто не подходить, например, из-за того, что точка F находится вне куба. Мы искали EF, потому что EF || EK, а значит EK = 𝜶 EF, не забудьте, что это условие верно для каждой из координат векторов.

Показать ответ и решение

Центр O  сферы, вписанной в куб, является центром куба, а радиус сферы равен половине его ребра, т. е. 1
2  . Поэтому, если F − точка, в которой прямая EK  касается сферы, то      1
OF = 2  и OF ⊥EK  .

PIC

В прямоугольной системе координат {C1,C1C,C1B1,C1D1} координаты точек: C(1;0;0)  ,  (    )
E 18;0;0 ,  (     )
O 12;12;12 ,  поэтому

     (    )      (      )
−E−→C =  7;0;0 ,−−→EO =  3;1;1
      8            8 2 2

     ∘------------------
      ( 3)2  (1)2  (1 )2  √41
EO =    8  +  2  +  2   = -8-

                 ∘------
FE =∘OE2--− OF-2 = 41-− 1= 5
                   64   4  8

Пусть −−→EF = (x;y;z),  тогда −O−→F = −−O→E +−E−→F = (x− 3:y− 1 :z − 1).
                  8    2    2  Из условий EF = 5
     8  , OF ⊥ EF  и ∠F EC =arccos1
            7  следует, что

−−→  −−→     −−→  −−→    −−→  −−→
EF ⋅EF = 25,EF ⋅OF =0,EF-⋅EC-= 1
         64           EF ⋅EC   7

(
||{  x(2+y2)+ z2( = 2654)  (    )
|  x − 38 x+ y− 12 y+  z− 12 z = 0
|(  57∕8∕8⋅7x∕8 = 17

Отсюда

           (      )      (      )
x= -5,y = 5 1 ±√1- ,z =-5 1 ±√1-
   56    14      2     14      2

Но −E−→K = λ−−E→F  , а для точки K  , лежащей на грани AA1D1D,zK =1,  0< yK < 1  , поэтому y <z  , следовательно,

   5-(   -1-)    -5(    1-)
y = 14 1 −√ 2 ,z = 14 1+ √2

Таким образом,

       -5 (   1-)
zK =1= 14  1+ √2  λ,

откуда

   14    1    14 (    1 ) (   1 )  14   √ -
λ= -5 ⋅1-+√1-=-5 ⋅ 1− √2 ∕ 1 −2  = 5-(2−  2)
           2

Итак

            14    √-  (5)  ( 7)     √-
EK  =λ ⋅EF = 5 (2− 2)⋅ 8  =  4 ⋅(2−  2)
Ответ:

(7) ⋅(2− √2)
4

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное обучение
в Школково

Для детей ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Брянской областей, а также школьникам, находящимся в пунктах временного размещения Крыма обучение на платформе бесплатное.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ или олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!