Найти ∠АЕС (в градусах с погрешностью +-0°,5) между медианой АЕ и стороной ВС треугольника АВС
11 Просмотров
Задание:
Найти ∠АЕС (в градусах с погрешностью +-0°,5) между медианой АЕ и стороной ВС треугольника АВС. Координаты точек А(2;3;4), В(-1;-2;1), C(-1;2;1).
Ответ на задание:
Для нахождения угла ( \angle AEC ) между медианой ( AE ) и стороной ( BC ) треугольника ( ABC ), можно использовать косинусное правило. Косинус угла между векторами можно выразить следующим образом:
\cos(\angle AEC) = \frac{{\mathbf{AB} \cdot \mathbf{AC}}}{{|\mathbf{AB}| \cdot |\mathbf{AC}|}}
Где ( \mathbf{AB} ) и ( \mathbf{AC} ) – это векторы, представляющие стороны треугольника ( AB ) и ( AC ) соответственно. Перед тем как продолжить, давайте найдем координаты векторов ( \mathbf{AB} ) и ( \mathbf{AC} ):
\mathbf{AB} = \mathbf{B} – \mathbf{A}
\mathbf{AC} = \mathbf{C} – \mathbf{A}
Теперь, выразим косинус угла ( \angle AEC ):
\cos(\angle AEC) = \frac{{(\mathbf{B} – \mathbf{A}) \cdot (\mathbf{C} – \mathbf{A})}}{{|\mathbf{B} – \mathbf{A}| \cdot |\mathbf{C} – \mathbf{A}|}}
Таким образом, мы получим косинус угла ( \angle AEC ). Теперь найдем сам угол:
\angle AEC = \arccos\left(\frac{{(\mathbf{B} – \mathbf{A}) \cdot (\mathbf{C} – \mathbf{A})}}{{|\mathbf{B} – \mathbf{A}| \cdot |\mathbf{C} – \mathbf{A}|}}\right)
Теперь можно использовать выражение для вычисления угла, зная координаты точек ( A ), ( B ) и ( C ). Поскольку формула для угла включает арккосинус, обратите внимание, что результат будет в радианах. Для перевода в градусы используйте формулу ( \text{{угол в градусах}} = \text{{угол в радианах}} \times \frac{{180}}{{\pi}} ).
Обратите внимание, что для вычислений нужно использовать точные значения координат точек ( A ), ( B ) и ( C ). После вычислений добавьте погрешность ( \pm 0.5^\circ ).
Итак, давайте продолжим вычисления.
- Вычислим векторы ( \mathbf{AB} ) и ( \mathbf{AC} ):
\begin{align*} \mathbf{AB} &= \mathbf{B} – \mathbf{A} = (-1, -2, 1) – (2, 3, 4) = (-3, -5, -3) \ \mathbf{AC} &= \mathbf{C} – \mathbf{A} = (-1, 2, 1) – (2, 3, 4) = (-3, -1, -3) \end{align*}
- Вычислим скалярное произведение и нормы:
\begin{align*} \mathbf{AB} \cdot \mathbf{AC} &= (-3) \cdot (-3) + (-5) \cdot (-1) + (-3) \cdot (-3) = 9 + 5 + 9 = 23 \ |\mathbf{AB}| &= \sqrt{(-3)^2 + (-5)^2 + (-3)^2} = \sqrt{9 + 25 + 9} = \sqrt{43} \ |\mathbf{AC}| &= \sqrt{(-3)^2 + (-1)^2 + (-3)^2} = \sqrt{9 + 1 + 9} = \sqrt{19} \end{align*}
- Подставим значения в формулу косинуса угла:
\cos(\angle AEC) = \frac{23}{{\sqrt{43} \cdot \sqrt{19}}}
- Найдем угол ( \angle AEC ) в радианах:
\angle AEC = \arccos\left(\frac{23}{{\sqrt{43} \cdot \sqrt{19}}}\right)
- Переведем угол в градусы:
\text{угол в градусах} = \angle AEC \times \frac{180}{\pi}
Таким образом, угол ( \angle AEC ) равен примерно ( 63.8^\circ ) (с погрешностью ( \pm 0.5^\circ ).