ABCA1В1С1 - правильная треугольная призма, все ребра которой равны между собой. К - точка на ребре АВ, отличная от A и B, М - на прямой В1С1, L - в плоскости грани АСС1А1. Прямая KL образует равные углы с плоскостями ABC и ABB1A1, LM образует равные углы с плоскостями BCC1В1 и АСС1А1, КМ также образует равные углы с плоскостями ВСС1В1 и АСС1А1. Известно, что | KL | = | КМ | = 1. Найти ребро призмы.

Обозначим сторону основания и высоту призмы через a, |КЕ| = х.
Из условия задачи следует, что проекция КМ на плоскость основания параллельна биссектрисе угла С треугольника АВС, т. е.

| В1М | = 2x, | МС1 | = а - 2х.

Пусть L1 - проекции L на АС. Из условия задачи можно также получить, что $$ |LL_1| = |AL_1|\frac{\sqrt3}{2},\;\; |L_1C | = а - 2х $$

Следовательно, величина | AL1| может принимать значения:

  1. |AL1| = а - |МС1| = a - (а - 2х) = 2x;
  2. |AL1| = а + (a - 2х) = 2(а - х).

В первом случае | KL |2 = | КL1 |2 + | LL1 |2 = а2 + 10x2 - 4ах;
во втором - | KL |2 = 6(а - х)2.

В обоих случаях | КМ |2 = Зx2 + а2.

Решая соответственно две системы уравнений, получим для a два значения

$$ a_1 = \frac{7}{\sqrt{97}}, \;\;\; a_2=\frac{\sqrt6+\sqrt{14}}{8} $$

Ответ: \(\frac{7}{\sqrt{97}}, \;\;\; \frac{\sqrt6+\sqrt{14}}{8}\)





Похожие примеры: