Для нахождения длины ребра куба ABCDA₁B₁C₁D₁, если нам известна площадь сечения, проходящего через точки B₁, D₁ и C, мы можем следовать следующим шагам:
- Определим координаты вершин куба:
- A(0, 0, 0)
- B(1, 0, 0)
- C(1, 1, 0)
- D(0, 1, 0)
- A₁(0, 0, 1)
- B₁(1, 0, 1)
- C₁(1, 1, 1)
- D₁(0, 1, 1)
- Определим координаты точек сечения:
- B₁(1, 0, 1)
- D₁(0, 1, 1)
- C(1, 1, 0)
- Найдем векторы, образующие стороны треугольника B₁D₁C:
- Вектор B₁D₁: D₁ - B₁ = (0, 1, 1) - (1, 0, 1) = (-1, 1, 0)
- Вектор B₁C: C - B₁ = (1, 1, 0) - (1, 0, 1) = (0, 1, -1)
- Найдем нормальный вектор к плоскости, содержащей треугольник B₁D₁C:
- Нормальный вектор N = B₁D₁ × B₁C = |i j k|
- | -1 1 0 |
- | 0 1 -1 |
- Вычисляем: N = (1, 1, 1)
- Найдем длину нормального вектора:
- |N| = sqrt(1² + 1² + 1²) = sqrt(3)
- Найдем площадь треугольника B₁D₁C:
- Площадь = 0.5 * |B₁D₁| * |B₁C| * sin(угол между векторами)
- Площадь = 0.5 * |B₁D₁| * |B₁C| * (|N| / (|B₁D₁| * |B₁C|)) = 0.5 * |N|.
- Подставим известную площадь сечения:
- 6√3 = 0.5 * sqrt(3) * (a²)
- 12√3 = sqrt(3) * (a²)
- 12 = a²
- a = sqrt(12) = 2√3.
Ответ: Длина ребра куба равна 2√3 см.