4ВПР →

В прямоугольном параллелепипеде основание ABCD - квадрат со стороной 6 см. Высота параллелепипеда равна 8 см. Определите косинус угла между диагоналями и

.

Показать решение

1. Введём систему координат


Разместим начало координат в точке A(0; 0; 0):




2. Найдём векторы


Вектор соединяет точки A(0; 0; 0) и C(6; 6; 0):



Вектор соединяет точки и :


3. Вычислим длины векторов



4. Найдём скалярное произведение



5. Вычислим косинус угла


Косинус угла между прямыми вычисляется по формуле:



Подставим найденные значения:




Избавимся от иррациональности в знаменателе:

Ответ: 

Теория

Прямоугольный параллелепипед — это пространственная фигура, все грани которой являются прямоугольниками, а соседние рёбра попарно перпендикулярны. Когда в основании лежит квадрат, два линейных размера фигуры совпадают, что создаёт дополнительные симметрии и упрощает анализ взаимного расположения элементов.

В стереометрии угол между двумя прямыми в пространстве определяется независимо от того, пересекаются они или являются скрещивающимися. Геометрически этот угол принимается равным наименьшему из углов, образуемых направлениями прямых, поэтому его косинус всегда рассматривается как неотрицательная величина. Для нахождения такого угла достаточно перейти к направляющим векторам: любая прямая в пространстве полностью определяется своим направлением, а угловые соотношения между прямыми переносятся на углы между соответствующими векторами.

Координатный метод служит мостом между наглядной геометрией и точными вычислениями. Привязка системы координат к вершинам фигуры позволяет однозначно задать положение любой точки, а переход к векторному представлению прямых делает поиск углов стандартизированной процедурой, не зависящей от сложности визуального восприятия пространственной конфигурации.