На ребре AA1 прямоугольного параллелепипеда ABCDA1B1C1D1 взята точка E так, что A1E : EA = 3 : 1, а на ребре BB1 — точка F так, что B1F : FB = 3 : 5. Известно, что AD = 12, AA1 = 16.
а) Докажите, что плоскость EFD1 делит ребро B1C1 на два равных отрезка.
б) Найдите угол между плоскостью EFD1 и плоскостью AA1B1.
а) Так как A1E : EA = 3 : 1 и AA1 = 16, получаем, что A1E = 12 и EA = 4. Так как B1F : FB = 3 : 5 и BB1 = 16, получаем, что B1F = 6 и FB = 10. Плоскость сечения пересекает параллельные плоскости DAA1 и CBB1 по параллельным прямым, поэтому она пересекает ребро B1C1 в такой точке T, что прямая FT параллельна прямой ED1. Значит, треугольники EA1D1 и FB1T подобны, а поскольку EA1 = A1D1 = 12, получаем, что и FB1 = B1T = 6. Значит, TC1 = 6 и B1T : TC1 = 1 : 1.
б) Опустим перпендикуляр A1H из точки A1 на прямую EF пересечения плоскостей EFD1 и AA1B1. Угол A1HD1 будет искомым. Найдем A1H. Для этого проведем в трапеции EA1B1F высоту (из результатов пункта а) следует, что K — середина EA1). Теперь, вычисляя двумя способами площадь треугольника EFA1, получим A1H · EF = A1E · FK, то есть
Тогда тангенс искомого угла равен
Ответ: б)

