Краткое пояснение:
Метод: Искомый угол — это линейный угол двугранного угла между плоскостями АА₁С₁С и АВС. Он равен углу между прямыми, перпендикулярными линии их пересечения (прямой АС), лежащими в этих плоскостях. В данном случае это угол между АА₁ и АВ.
Пошаговое решение:
- По условию задачи, призма прямая, значит, боковые ребра перпендикулярны основаниям. Следовательно, AA₁ ⊥ AC и AA₁ ⊥ AB.
- Плоскость боковой грани АА₁С₁С содержит прямую АС.
- Плоскость основания АВС содержит прямую АС.
- Так как AA₁ ⊥ AC и AB ⊥ AC, то угол между плоскостями АА₁С₁С и АВС равен углу между прямыми AA₁ и AB.
- Угол между AA₁ и AB — это угол ∠A₁AB.
- В прямоугольном треугольнике АА₁В, по теореме Пифагора, найдем длину гипотенузы A₁B:
\( A_1B^2 = AA_1^2 + AB^2 \)
\( A_1B^2 = 30^2 + 15^2 \)
\( A_1B^2 = 900 + 225 \)
\( A_1B^2 = 1125 \)
\( A_1B = \sqrt{1125} = \sqrt{225 \cdot 5} = 15\sqrt{5} \)
Теперь найдем тангенс угла ∠A₁AB:
\( \tan(\angle A_1AB) = \frac{A_1A}{AB} = \frac{30}{15} = 2 \)
Угол между плоскостями равен арктангенсу 2.
\( \angle A_1AB = \arctan(2) \)
Ответ: \( \arctan(2) \)