Тема . ПВГ (Покори Воробьёвы Горы)
Стереометрия на ПВГ
Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела пвг (покори воробьёвы горы)
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#64565

Два равных конуса расположены так, что осью каждого из них является образующая другого. Углы при вершинах в осевых сечениях этих конусов равны по   ∘
90 . Найдите угол между двумя образующими, по которым пересекаются эти конусы.

Источники: ПВГ-2013 (см. pvg.mk.ru)

Показать ответ и решение

Пусть S  — общая вершина рассматриваемых конусов, SA
  1  и SA
  2  — их оси. Обозначим через SB  и SC  их общие образующие и через α  искомый угол BSC  . Описанная в задаче конфигурация имеет две плоскости симметрии: одна — SA1A2  — содержит оси конусов, другая — SBC  — содержит из образующие. Тогда эти плоскости перпендикулярны. Пусть SO  прямая их пересечения.

Обозначим через ϕ  угол в осевом сечении каждого из конусов. Так как SA@  является образующей для конуса с осью SA1  и наоборот, то                 ϕ
∠A2SO = ∠OSA1 = 4  . Кроме тогда,                        ϕ
∠A2SB = ∠A2SC = ∠A1SC = 2  и               α
∠OSB =∠OSC  = 2  .

Будем считать, что точки A1, A2, B, C, O  лежат в некоторой плоскости, перпендикулярной прямой SO  и расположенной на расстояние h  от вершины S  . Тогда из пирамиды SOA1C  , в которой все плоские углы при вершине O  прямые, имеем

        h
SA1 =---(ϕ)
     cos 4

         (ϕ)
OA1 = htg 4

SC = --h(α-)
     cos 2

        (α)
OC = gtg  2

Тогда по теореме косинусов для треугольников OA1C  и SA1C

    2  2  2(ϕ )   2 2(α )
A1C  =h tg  4  + h tg  -2

         2        2           2       ( )
A1C2 =--h(ϕ)-+ --h2(α)-−---(ϕ2)h--(-)cos ϕ
      cos2 4    cos  2   cos 4 cos α2     2

Приравняем эти 2 выражения и домножим на квадраты косинусов.

  h2       h2             ( ϕ)      ( α)
--2(ϕ)-+ cos2(α) − 2h2 = h2 tg2 4 + h2tg2 2-=
cos  4        2

    h2       h2         2h2       ( ϕ)
= cos2(ϕ)-+ cos2(α) − cos(ϕ)cos(α)cos 2
      4        2       4     2

   (ϕ)     (ϕ )  ( α)
cos 2  =cos 4  cos 2

Мы знаем, что ϕ= 90∘ , поэтому    ( )  ∘-----
cos α2 =   2+2√2-.

Ответ:

 2arccos∘-2√--
        2+  2

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!