Чтобы решить задачу, нужно воспользоваться свойствами проекций и наклонных.
Дано:
- ( AB ) и ( AC ) — наклонные, проведенные из точки ( A ) к плоскости ( \alpha );
- ( AB = 15 ) см;
- ( AC = 20 ) см;
- Длины проекций ( AB ) и ( AC ) на плоскость ( \alpha ) относятся как 9:16.
Обозначим:
- ( P_B ) и ( P_C ) — проекции точек ( B ) и ( C ) на плоскость ( \alpha );
- ( A' ) — перпендикулярная проекция точки ( A ) на плоскость ( \alpha ). Расстояние от точки ( A ) до плоскости ( \alpha ) обозначим через ( h ).
Проекциями наклонных ( AB ) и ( AC ) на плоскость ( \alpha ) будут отрезки ( AP_B ) и ( AP_C ) соответственно. Обозначим длины этих проекций через ( AP_B = x ) и ( AP_C = y ).
Из условия задачи:
[
\frac{x}{y} = \frac{9}{16}.
]
Теперь найдем ( x ) и ( y ) в терминах ( h ). Для этого воспользуемся теоремой Пифагора для треугольников ( AAP_B ) и ( AAP_C ):
[
AB^2 = x^2 + h^2,
]
[
AC^2 = y^2 + h^2.
]
Подставим известные значения длин наклонных:
[
15^2 = x^2 + h^2,
]
[
20^2 = y^2 + h^2.
]
Поскольку ( \frac{x}{y} = \frac{9}{16} ), то ( x = \frac{9}{16} y ).
Подставим ( x = \frac{9}{16} y ) в первое уравнение:
[
15^2 = \left( \frac{9}{16} y \right)^2 + h^2.
]
Теперь упростим это уравнение:
[
225 = \frac{81}{256} y^2 + h^2.
]
Из второго уравнения:
[
400 = y^2 + h^2.
]
Теперь выразим ( h^2 ) из второго уравнения:
[
h^2 = 400 - y^2.
]
Подставим ( h^2 ) в первое уравнение:
[
225 = \frac{81}{256} y^2 + 400 - y^2.
]
Приведем подобные члены:
[
225 = \frac{81}{256} y^2 + 400 - y^2.
]
[
225 = \left( \frac{81}{256} - 1 \right) y^2 + 400.
]
[
225 = \left( \frac{81}{256} - \frac{256}{256} \right) y^2 + 400.
]
[
225 = \left( \frac{81 - 256}{256} \right) y^2 + 400.
]
[
225 = \left( -\frac{175}{256} \right) y^2 + 400.
]
[
225 - 400 = -\frac{175}{256} y^2.
]
[
-175 = -\frac{175}{256} y^2.
]
Упростим:
[
175 = \frac{175}{256} y^2.
]
[
y^2 = 256.
]
[
y = 16.
]
Теперь подставим ( y = 16 ) в уравнение для ( h^2 ):
[
h^2 = 400 - 16^2.
]
[
h^2 = 400 - 256.
]
[
h^2 = 144.
]
[
h = 12.
]
Таким образом, расстояние от точки ( A ) до плоскости ( \alpha ) равно 12 см.