Для решения задачи нужно использовать геометрические свойства прямоугольника и перпендикуляра, проведенного из одной из его вершин.
Рассмотрим прямоугольник ABCD, расположенный в плоскости XY. Пусть вершина A находится в начале координат (0, 0, 0), вершина B — в точке (a, 0, 0), вершина D — в точке (0, b, 0), и вершина C — в точке (a, b, 0). Перпендикуляр AK проведен из вершины A и отстоит от плоскости прямоугольника на расстоянии h, так что точка K имеет координаты (0, 0, h).
Теперь рассмотрим расстояния от точки K до других вершин прямоугольника.
Расстояние от K до B: это расстояние между точками (0,0,h) и (a,0,0). Используем формулу расстояния между двумя точками в пространстве:
[
d_{KB} = \sqrt{(a - 0)^2 + (0 - 0)^2 + (0 - h)^2} = \sqrt{a^2 + h^2}
]
По условию, это расстояние равно 6 см:
[
\sqrt{a^2 + h^2} = 6
]
[
a^2 + h^2 = 36
]
Расстояние от K до D: это расстояние между точками (0,0,h) и (0,b,0). Используем ту же формулу:
[
d_{KD} = \sqrt{(0 - 0)^2 + (b - 0)^2 + (0 - h)^2} = \sqrt{b^2 + h^2}
]
По условию, это расстояние равно 7 см:
[
\sqrt{b^2 + h^2} = 7
]
[
b^2 + h^2 = 49
]
Расстояние от K до C: это расстояние между точками (0,0,h) и (a,b,0). Используем ту же формулу:
[
d_{KC} = \sqrt{(a - 0)^2 + (b - 0)^2 + (0 - h)^2} = \sqrt{a^2 + b^2 + h^2}
]
По условию, это расстояние равно 9 см:
[
\sqrt{a^2 + b^2 + h^2} = 9
]
[
a^2 + b^2 + h^2 = 81
]
Теперь у нас есть три уравнения:
- ( a^2 + h^2 = 36 )
- ( b^2 + h^2 = 49 )
- ( a^2 + b^2 + h^2 = 81 )
Вычтем первое уравнение из третьего:
[
a^2 + b^2 + h^2 - (a^2 + h^2) = 81 - 36
]
[
b^2 = 45
]
Теперь вычтем второе уравнение из третьего:
[
a^2 + b^2 + h^2 - (b^2 + h^2) = 81 - 49
]
[
a^2 = 32
]
Теперь подставим значения (a^2) и (b^2) в любое из первых двух уравнений. Возьмем первое уравнение:
[
a^2 + h^2 = 36
]
[
32 + h^2 = 36
]
[
h^2 = 4
]
[
h = 2
]
Таким образом, длина перпендикуляра AK равна 2 см.