Краткое пояснение:
Метод: Для нахождения косинуса угла между двумя прямыми в пространстве, мы найдем векторы, соответствующие этим прямым, а затем используем формулу для нахождения косинуса угла между векторами.
Пошаговое решение:
- 1. Зададим координаты вершин параллелепипеда.
Пусть точка A имеет координаты (0, 0, 0). Тогда:
A = (0, 0, 0)
B = (√5, 0, 0)
C = (√5, √11, 0)
D = (0, √11, 0)
A₁ = (0, 0, 2)
B₁ = (√5, 0, 2)
C₁ = (√5, √11, 2)
D₁ = (0, √11, 2) - 2. Определим координаты точки M.
M — середина ребра AA₁. Координаты A = (0, 0, 0), A₁ = (0, 0, 2).
M = ( (0+0)/2, (0+0)/2, (0+2)/2 ) = (0, 0, 1) - 3. Найдем векторы ВМ и C₁A.
Вектор ВМ = M - B = (0 - √5, 0 - 0, 1 - 0) = (-√5, 0, 1).
Вектор C₁A = A - C₁ = (0 - √5, 0 - √11, 0 - 2) = (-√5, -√11, -2). - 4. Вычислим скалярное произведение векторов ВМ и C₁A.
ВМ · C₁A = (-√5)(-√5) + (0)(-√11) + (1)(-2) = 5 + 0 - 2 = 3. - 5. Найдем длины векторов ВМ и C₁A.
Длина вектора ВМ = |ВМ| = √((-√5)² + 0² + 1²) = √(5 + 0 + 1) = √6.
Длина вектора C₁A = |C₁A| = √((-√5)² + (-√11)² + (-2)²) = √(5 + 11 + 4) = √20 = 2√5. - 6. Найдем косинус угла между векторами.
Формула косинуса угла между двумя векторами: cos(θ) = (ВМ · C₁A) / (|ВМ| · |C₁A|).
cos(θ) = 3 / (√6 · 2√5) = 3 / (2√30) = 3√30 / (2 · 30) = 3√30 / 60 = √30 / 20.
Ответ: √30 / 20