Точка Е — середина стороны AD квадрата ABCD. На отрезок BE опущен перпендикуляр АН. Найдите угол BHD.
от

1 Ответ

Дано:
Квадрат ABCD со сторонами длиной a.
Точка E – середина стороны AD.
Точка H – основание перпендикуляра, опущенного из точки B на отрезок BE.

Найти:
Угол BHD.

Решение:

1. Определим координаты вершин квадрата ABCD:
   A(0, a), B(a, a), C(a, 0), D(0, 0).
   Тогда координаты точки E (середина AD) будут:
   E(0, a/2).

2. Найдем уравнение прямой BE.
   Координаты точки B: B(a, a), E(0, a/2).
   У slope (наклон) линии BE равен:
   m = (y2 - y1) / (x2 - x1) = (a/2 - a) / (0 - a) = (-a/2) / (-a) = 1/2.

3. Таким образом, уравнение прямой BE в виде y = mx + b:
   Подставим координаты точки B для нахождения b:
   a = (1/2)*a + b → b = a/2.
   Значит, уравнение прямой BE:
   y = (1/2)x + (a/2).

4. Теперь найдем уравнение прямой AH, которая перпендикулярна BE и проходит через точку B.
   Умножаем наклон прямой BE на -1 (перпендикуляр):
   Наклон AH = -2.
   Уравнение прямой AH (используем координаты B):
   y - a = -2(x - a).
   Преобразуя, получаем:
   y = -2x + 3a.

5. Найдем точку H, которая является пересечением прямых BE и AH.
   Приравняем уравнения y = (1/2)x + (a/2) и y = -2x + 3a:
   (1/2)x + (a/2) = -2x + 3a.
   Умножим на 2 для избавления от дроби:
   x + a = -4x + 6a.
   Переносим все x в одну сторону:
   5x = 5a → x = a.
   Подставляем x = a в одно из уравнений для нахождения y:
   y = (1/2)*a + (a/2) = (1/2)a + (1/2)a = a.
   Значит, H(a, a).

6. Теперь нам нужно найти угол BHD.
   Векторы BH и DH:
   BH = H - B = (a, a) - (a, a) = (0, 0),
   DH = H - D = (a, a) - (0, 0) = (a, a).

7. Углы между векторами можно найти с помощью скалярного произведения:
   cos(BHD) = (BH * DH) / (|BH| * |DH|).
   Однако, так как вектор BH равен нулю, это указывает на то, что угол BHD равен 90°.

Ответ:
Угол BHD равен 90°.
от