40. Найдите объем прямоугольного параллелепипеда, диагональ которого: а) равна 18 см и составляет угол в 30° с плоскостью одной из боковых граней и угол в 45° с боковым ребром; б) составляет угол α с плоскостью одной из боковых граней и угол β с плоскостью основания, а его высота равна h.
а) Рассмотрим прямоугольный параллелепипед ABCDA1B1C1D1, в котором диагональ B1D=18см.
Диагонали прямоугольного параллелепипеда равны. Обозначим на рисунке заданные углы ∠B1DC1=30° и ∠BB1D=45°, применяя определение угла между прямой и плоскостью:
С прямоугольного ΔDBB1, применяя соотношения между его сторонами, получаем:
BB1=B1Dcos∠BB1D=18⋅cos45°=92(см);
BD=B1Dsin∠BB1D=18⋅sin45°=92(см).
С прямоугольного ΔB1C1D, применяя соотношения между его сторонами, получаем:
B1C1=B1Dsin∠B1DC1=18⋅sin30°=18⋅21=9(см).
В прямоугольном параллелепипеде стороны BC и B1C1 равны:
BC=B1C1=9(см).
С прямоугольного ΔBCD, учитывая теорему Пифагора, получаем:
CD=BD2−BC2=(92)2−92=9(см).
Объём прямоугольного параллелепипеда вычисляется по формуле:
V=CD⋅BC⋅BB1;
V=9⋅9⋅92=7292(см3).
б) Рассмотрим прямоугольный параллелепипед ABCDA1B1C1D1, в котором высота BB1=h.
Диагонали прямоугольного параллелепипеда равны. Обозначим на рисунке заданные углы ∠B1DC1=α и ∠BDB1=β, применяя определение угла между прямой и плоскостью.
С прямоугольного ΔBDB1, применяя соотношения между его сторонами, получаем:
B1D=sin∠BDB1BB1=sinβh;
BD=tg∠BDB1BB1=tgβh.
С прямоугольного ΔB1C1D, применяя соотношения между его сторонами, получаем:
B1C1=B1Dsin∠B1DC1=sinβh⋅sinα.
В прямоугольном параллелепипеде стороны BC и B1C1 равны:
BC=B1C1=sinβhsinα.
С прямоугольного ΔBCD, учитывая теорему Пифагора, получаем: