Диедар

Диедар. Решени задаци.

Задаци


Текст задатака објашњених у видео лекцији:

Пр.1)   Тачка AA се налази у унутрашњости правоуглог диедра. Од једне стране диедра је удаљена 6cm, а од друге стране 8cm. Израчунати колико је тачка AA удаљена од ивице тог диедра.

Пр.2)   Тачка AA се налази у унутрашњости правоуглог диедра и једнако је удаљена од обе стране диедра. Ако је тачка AA удаљена од ивице диедра 6cm, израчунати колико је удаљена од страна тог диедра.

Пр.3)   Тачка AA се налази на једној страни диедра и удаљена је од ивице диедра 24cm. Одредити колико је тачка удаљена од друге стране диедра, ако је нагибни угао диедра:

           а) 60∘{60^ \circ }    б) 30∘{30^ \circ }    в) 45∘{45^ \circ }.


Пр.1) Скицирамо правоугли диедар.Тачка AA се налази у унутрашњости диедра.

Спустићемо из тачки AA под правим углом праву на страни диедра, добићемо тачке BB и DD. AB=6cm,AD=8cmAB = 6cm,AD = 8cm. Потребно израчунати колико је тачка AA удаљена од ивице тог диедра или дужину ACAC.

18

ABCDABCD је правоугаоник, AD=CB=8cmAD = CB = 8cm.

△ABC\vartriangle ABC  је прав, онда према Питагориноj теореми

x2=62+82x2=36+64x2=100x=10cm\begin{aligned}&{x^2} = {6^2} + {8^2} \\ &{x^2} = 36 + 64 \\ &{x^2} = 100 \\ &x = 10cm\end{aligned}

Пр.2)

  

ABCDABCD је квадрат AB=AD=aAB = AD = a

Дијагонала квадрата је AC=d=6cmAC = d = 6cm

d=a26=a2a=62=6222=622=32cm\begin{aligned}&d = a\sqrt 2 \\ &6 = a\sqrt 2 \\ &a = \frac{6}{{\sqrt 2 }} = \frac{{6\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 \sqrt 2 }} = \frac{{6\sqrt 2 }}{2} = 3\sqrt 2 cm\end{aligned}

Пр.3) а)

20

На скици видимо да морамо израчунати катету  троугла xx. Овај троугао пресликавамо на другу страну и добијемо једнакостранични троугао. Висину овог троугла израчунамо по формули:

h=a32h=2432h=123cm\begin{aligned}&h = \frac{{a\sqrt 3 }}{2} \\ &h = \frac{{24\sqrt 3 }}{2} \\ &h = 12\sqrt 3 cm\end{aligned}

Ова висина je h=xh=x

б) Скицирамо диедар и све податке.

21

Одвоjено направићемо скицу троугла. Овај троугао пресликаваћемо на другу страну и добијећемо једнакостранични троугао. Из овог троугла је лако израчунати колико је тачка удаљена од друге стране диедра.

x=242x=12cm\begin{aligned}&x = \frac{{24}}{2} \\ &x = 12cm\end{aligned}

в)

Направим скицу

22

Лако је видити да је потребно израчунати крак једнакокраког правоуглог троугла.

242=x2+x224=x2x=24222x=2422x=122cm\begin{aligned}&{24^2} = {x^2} + {x^2} \\ &24 = x\sqrt 2 \\ &x = \frac{{24}}{{\sqrt 2 }}\frac{{\sqrt 2 }}{{\sqrt 2 }} \\ &x = \frac{{24\sqrt 2 }}{2} \\ &x = 12\sqrt 2 cm\end{aligned}

Диедар чине две полуравни, стране диедра, са заједничком граничном правом, ивицом. Нагибни угао диедра добијате кад из исте тачке ивице у свакој страни повучете полуправу нормалну на ивицу: угао између њих је угао диедра. Диедар од 90∘90^\circ је прав.

Задатак решавате у пресеку нормалном на ивицу, где се све своди на троугао у равни. Тачка у унутрашњости правог диедра, удаљена aa и bb од страна, од ивице је удаљена a2+b2\sqrt{a^2 + b^2}. Тачка на једној страни, удаљена dd од ивице, од равни друге стране удаљена је d2\frac{d}{2} за угао 30∘30^\circ, d22\frac{d\sqrt{2}}{2} за 45∘45^\circ и d32\frac{d\sqrt{3}}{2} за 60∘60^\circ, јер су то половине квадрата и једнакостраничног троугла.

φ = 120°прва странадруга страна17,3 cmOAF
120°
20 cm
Растојање AF
17,3 cm
AF : OA
0,87
Слика је пресек нормалан на ивицу, која се у њему види као тачка OO. Тачка AA лежи на другој страни, а њено растојање од равни прве стране је дуж AFAF. Код тупог угла FF пада на продужетак прве стране, па се рачуна са напоредним углом: за 120∘120^\circ однос AF:OAAF : OA је исти као за 60∘60^\circ, око 0,87. Једно поље мреже је 2 cm.

Угао диедра одређује нагиб крова, косине пута или рампе и отвореног екрана, а столари и бравари њиме описују угао под којим спајају две плоче.

Екран лаптопа

Лаптоп стоји на столу, а екран је отворен тако да са тастатуром заклапа угао од 120∘120^\circ. Горња ивица екрана удаљена је 20 cm од шарке. Дебљину лаптопа занемарите. Колико је горња ивица екрана изнад стола?

Решење

  1. Тастатура и екран су стране диедра, а шарка је његова ивица. У пресеку нормалном на шарку екран је дуж OA=20OA = 20 cm, а сто је права кроз OO.
  2. Сто се наставља и иза шарке. Угао између екрана и тог дела стола напоредан је углу од 120∘120^\circ, па износи 180∘−120∘=60∘180^\circ - 120^\circ = 60^\circ.
  3. Нормала AFAF на сто, дуж OAOA и дуж OFOF чине правоугли троугао са углом 60∘60^\circ код OO. То је половина једнакостраничног троугла странице 20 cm, а AFAF је његова висина.
  4. AF=2032=103≈17,3AF = \frac{20\sqrt{3}}{2} = 10\sqrt{3} \approx 17{,}3 cm.

Одговор: Горња ивица екрана је 103≈17,310\sqrt{3} \approx 17{,}3 cm изнад стола.

Задатак за вежбу

Под и зид собе чине прав диедар. Сијалица виси 1,6 m изнад пода и 1,2 m од зида. Колико је сијалица удаљена од праве по којој се зид спаја са подом?

Прикажи решење

У пресеку нормалном на ту праву растојања 1,6 m и 1,2 m су катете правоуглог троугла: 1,62+1,22=2,56+1,44=4=2\sqrt{1{,}6^2 + 1{,}2^2} = \sqrt{2{,}56 + 1{,}44} = \sqrt{4} = 2 m.