Przypomnijmy, że kąt pomiędzy prostą a płaszczyznąkąt pomiędzy prostą a płaszczyznąkąt pomiędzy prostą a płaszczyzną jest kątem pomiędzy prostą a jej rzutem prostokątnym na płaszczyznę.

Przykład 1
Reaq1RWAfXZTS

Kąt α jest kątem nachylenia prostej l do płaszczyzny π.

W tym materiale będziemy zajmować się kątami nachylenia krawędzi, przekątnych ścian, przekątnych graniastosłupa do płaszczyzny podstawy lub płaszczyzny ściany bocznej.

Przykład 2
R19sumqkqA9wO

α – kąt nachylenia krawędzi bocznej do płaszczyzny podstawy

R1ZhT9Up45mbF

β – kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej do płaszczyzny podstawy

RxzAOqheXpWI3

γ – kąt nachylenia przekątnej graniastosłupa do płaszczyzny podstawy

RPGqnUovXyayL

δ – kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej do jednej z sąsiednich ścian bocznych

W graniastosłupie prostym kąt nachylenia odcinków do płaszczyzny podstawy jest równy miarowo kątowi pomiędzy tym odcinkiem a innym charakterystycznym odcinkiem w podstawie – krawędzią bądź przekątną podstawy. Dzieje się tak, ponieważ rzutem prostokątnym przekątnej ściany bocznej na płaszczyznę podstawy jest krawędź podstawy a rzutem prostokątnym przekątnej graniastosłupa na płaszczyznę podstawy jest przekątna podstawy.

Przykład 3

W graniastosłupie prostym na rysunku poniżej kąt α – nachylenia przekątnej graniastosłupa do płaszczyzny podstawy, jest kątem pomiędzy przekątną graniastosłupaprzekątna graniastosłupaprzekątną graniastosłupa a przekątną podstawy, natomiast kąt β – nachylenia przekątnej ściany bocznej do płaszczyzny podstawy, jest kątem pomiędzy przekątną ściany bocznej a krawędzią podstawy.

R9QAeHCbGwdgj

Jeżeli przekątne graniastosłupa lub przekątne ścian bocznych w graniastosłupie są różnej długości, to każda z nich ma inny kąt nachylenia do płaszczyzny podstawy.

Przykład 4
  1. W graniastosłupie prawidłowym czworokątnym wszystkie przekątne ścian bocznych mają tę samą długość, więc mamy jeden kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej do podstawy α. Podobnie wszystkie przekątne graniastosłupa są tej samej długości, więc wszystkie kąty nachylenia przekątnej graniastosłupa do podstawy mają tę samą miarę β.

    Ryfd9CwQeegPQ

  2. W graniastosłupie prostym o podstawie rombu niebędącego kwadratem przekątne ścian bocznych mają tę samą długość, więc mamy jeden kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej do podstawy α. Przekątne graniastosłupa są różnej długości, więc kąty nachylenia przekątnych graniastosłupa do podstawy będą mieć różną miarę β,γ.

    RsMQxstCrIMH7

  3. W graniastosłupie prostym o podstawie trapezu równoramiennego przekątne graniastosłupa są tej samej długości, więc kąty nachylenia przekątnych graniastosłupa do podstawy mają tę samą miarę β. Przekątne ścian bocznych są różnej długości – mamy więc trzy rodzaje kątów nachylenia przekątnych ścian bocznych do podstawy α,γ,δ.

    RktSaxmi1u4f1

Przykład 5

W graniastosłupie prawidłowym sześciokątnym na rysunku poniżej zaznaczone zostały trójkąty prostokątne, które zawierają kąt nachylenia przekątnej ściany bocznej, dłuższej i krótszej przekątnej graniastosłupa do płaszczyzny podstawy.

R1aOJEKSR4DJ9

Dzięki temu, że istnieją te trójkąty prostokątne, to możemy obliczać długości boków i miary kątów w graniastosłupie korzystając z twierdzenia Pitagorasa i funkcji trygonometrycznych.

Przykład 6

W graniastosłupie prawidłowym trójkątnym krawędź podstawy jest trzykrotnie krótsza od wysokości. Obliczymy miarę kąta nachylenia przekątnej ściany bocznej do podstawy.

Rozwiązanie

Zróbmy rysunek pomocniczy:

R1auQYQPDrG9f

Mamy: tgα=3aa=3. Stąd α72°.

Przykład 7

Podstawą graniastosłupa prostego jest romb o jednej z przekątnych długości 6. Krawędź boczna ma długość 5. Przekątna ściany bocznej jest nachylona do podstawy pod kątem 45°. Obliczymy miarę kąta nachylenia dłuższej przekątnej graniastosłupa do podstawy.

Rozwiązanie

RUwo25UEZKPGB

Trójkąt FAB jest trójkątem równoramiennym i prostokątnym, czyli AB=5.

Obliczymy długość drugiej przekątnej podstawy.

R127QZjv23e7J

Trójkąt AEB jest prostokątny. Z twierdzenia Pitagorasa wynika, że x=4.

A zatem dłuższa przekątna ma długość 8.

RX7JBe79FCONN

Szukamy miary kąta α. Z funkcji trygonometrycznych kąta ostrego w trójkącie prostokątnym mamy: tgα=58=0,625. A stąd α32°.

Słownik

kąt pomiędzy prostą a płaszczyzną
kąt pomiędzy prostą a płaszczyzną

kąt pomiędzy prostą a jej rzutem prostokątnym na tę płaszczyznę

przekątna graniastosłupa
przekątna graniastosłupa

odcinek łączący wierzchołki dwóch różnych podstaw graniastosłupa nie leżące na jednej ścianie