Feladat: F.2733 Korcsoport: 18- Nehézségi fok: átlagos
Megoldó(k):  Benkő D. ,  Bíró N. ,  Botrágyi T. ,  Gránicz J. ,  Hídvégi Z. ,  Lázár Zs. ,  Lázár Zsolt ,  Megyeri G. ,  Mezei J. ,  Peták A. ,  Podoski Károly. ,  Polczer I. ,  Révész Gabriella ,  Siklér F. ,  Sustik M. ,  Szekeres B. ,  Tokodi T. ,  Tóth 509 P. ,  Tóth 713 G. ,  Tuba I. ,  Újváry-Menyhárt Zoltán ,  Weisz Cs. 
Füzet: 1989/november, 382 - 384. oldal  PDF  |  MathML 
Témakör(ök): Másodfokú (és arra visszavezethető) egyenletrendszerek, Két pont távolsága, szakasz hosszúsága, Egyenesek egyenlete, Pont és egyenes távolsága, Tetraéderek, Szabályos sokszögek geometriája, Feladat
Hivatkozás(ok):Feladatok: 1989/február: F.2733

A szöveg csak Firefox böngészőben jelenik meg helyesen. Használja a fenti PDF file-ra mutató link-et a letöltésre.

Helyezzük el a tetraédert az ábrán látható módon egy térbeli derékszögű koordinátarendszerben. Használjuk az ábra jelöléseit.

 
 

Az élhosszak ismeretében:
u2+v2+w2=42(3-u)2+v2+(33-w)2=32(1)(6-u)2+v2+w2=52.


Ennek az egyenletrendszernek a megoldása:
u=94;v=311108;w=59336.
Így ismerjük a B pont koordinátáit is, és föl tudjuk írni a DB vektort:
DB=(-34;311108;-49336).(2)


A BD egyenes irányvektora és D pontja segítségével az egyenes paraméteres egyenletrendszere:
x=3-34t,y=311108t,(3)z=33-49336t.
Feladatunk a BD és AC egyenesek távolságának meghatározása. Ez ábránkon az EF szakasz hossza. Mivel EF merőleges az x tengelyre, párhuzamos az (y;z) síkkal, ezért erre a síkra eső vetülete, E'A, ugyanolyan hosszúságú mint EF. A BD és EF által bezárt derékszög vetülete is derékszög, hiszen e derékszög egyik szára párhuzamos a vetület síkjával. Ezért a keresett távolság úgy is meghatározható, hogy fölírjuk az (y;z) síkban a B'D' egyenes egyenletét, és kiszámítjuk az egyenes és az origó távolságát.
 

A (3) egyenletrendszerből t=108311y, így B'D' egyenlete:
49336108311y+z=33.(4)
Most fölhasználjuk a pont és egyenes távolságára vonatkozó ismert képletet. Ez a szokásos jelölésekkel a következő. Az Ax+By+C=0 egyenes és a P(x1;y1) pont távolsága:
d=|Ax1+By1+CA2+B2|.
Esetünkben az egyenes egyenlete a (4) egyenlet, a pont pedig a (0; 0); így a keresett távolság:
d=334923362108311+1=37324053,0356.

 

 Lázár Zsolt (Kaposvár, Táncsics M. Gimn., III. o. t.)