Двугранный угол. Перпендикулярность плоскостей.
Прямоугольный параллелепипед.
Выполнил ученик 10 «а» класса МОУ СОШ №1
Савкевич Филипп
Учитель Кононина Т.В.
- Параллелепипед называется прямоугольным , если его боковые рёбра перпендикулярны к основанию, а основания представляют собой прямоугольники. Форму прямоугольного параллелепипеда имеют многие предметы: коробки, ящики, комнаты и т.д.
- На рисунке изображён прямоугольный параллелепипед ABCDA 1 B 1 C 1 D 1 .
- Его основаниями служат прямоугольники ABCD и A 1 B 1 C 1 D 1 .
- Боковые рёбра AA 1 , BB 1 , CC 1 , DD 1 перпендикулярны к основаниям.
- Следует AA 1 ┴ AB , т.е. боковая грань A 1 AB 1 B – прямоугольник.
- То же самое можно сказать об остальных боковых гранях.
C 1
D 1
A 1
B 1
C
D
A
B
Таким образом мы обосновали следующее свойство прямоугольного параллелепипеда:
- В прямоугольном параллелепипеде все шесть граней – прямоугольники.
Полуплоскости, в которых расположены смежные грани параллелепипеда, образуют двугранные углы, которые называются двугранными углами параллелепипеда .
- Все двугранные углы прямоугольного параллелепипеда – прямые.
Одно из замечательных свойств прямоугольного параллелепипеда.
- Длины трёх рёбер, имеющих общую вершина, назовём измерениями прямоугольного параллелепипеда. У параллелепипеда в качестве измерений можно взять длины рёбер AB, AD и АА 1
C 1
D 1
A 1
B 1
C
D
A
B
В обыденной практике, говоря о размерах комнаты, имеющей форму прямоугольного параллелепипеда, вместо слова измерения используют слова «длина», «ширина» и «высота» комнаты. Высота, ширина и длина – это её измерения.
Сформулируем свойство параллелепипеда, связанное с его измерениями.
- В прямоугольнике квадрат диагонали равен сумме квадратов смежных сторон.
- Длины смежных сторон можно назвать измерениями прямоугольника, и поэтому квадрат диагонали прямоугольника равен сумме квадратов двух его измерений.
- Аналогичным свойством обладает и прямоугольный параллелепипед.
Теорема.
Квадрат диагонали прямоугольного параллелепипеда равен сумме квадратов трёх его измерений .
Дано:
ABCDA 1 B 1 C 1 D 1 - параллелепипед
Док - ть:
AC 1 2 = AB 2 + AD 2 + AA 1 2
C 1
D 1
A 1
B 1
C
D
A
B
- Так как ребро СС 1 ┴ ABCD , то угол АСС 1 прямой. Из прямоугольного треугольника АСС 1 по теореме Пифагора получаем:
АС 1 2 = АС 2 + СС 1 2
Но АС – диагональ прямоугольника ABCD , поэтому АС 2 = АВ 2 + AD 2 . Кроме того, СС 1 = АА 1 , следовательно
AC 1 2 = AB 2 + AD 2 + AA 1 2
C 1
D 1
A 1
B 1
C
D
A
B
Следствие
Диагонали прямоугольного параллелепипеда равны.
Прямоугольный параллелепипед, у которого все три измерения равны, называется кубом . Все грани куба – равные друг другу квадраты.