Давайте разберем каждый из вопросов по порядку.
1) Доказательство, что (МС) перпендикулярно (ВС)
У нас есть два треугольника ( \triangle ACB ) и ( \triangle AMC ), которые расположены в перпендикулярных плоскостях. Поскольку ( \angle C = 90^\circ ) в треугольнике ( \triangle ACB ), ( AC ) и ( BC ) перпендикулярны.
Плоскости треугольников взаимно перпендикулярны, следовательно, нормаль к одной плоскости является любой вектор, лежащий в другой плоскости. В данном случае, ( MC ) будет нормалью плоскости ( \triangle ACB ), так как ( MC ) является стороной треугольника ( \triangle AMC ), который перпендикулярен плоскости ( \triangle ACB ). Следовательно, ( MC \perp BC ).
2) Угол между (MV) и плоскостью ((ABC))
Чтобы найти угол между прямой (MV) и плоскостью ((ABC)), необходимо найти угол между вектором (MV) и его проекцией на плоскость ((ABC)).
Найдем координаты точек в удобной системе координат: пусть (C = (0, 0, 0)), (A = (3, 0, 0)), (B = (0, 3, 0)), и (M = (0, 0, \sqrt{6})).
Вектор (MV = (0, 3, -\sqrt{6})).
Проекция вектора (MV) на плоскость ((ABC)) — это проекция на плоскость (XY), т.е. ( (0, 3, 0) ).
Косинус угла (\theta) между (MV) и его проекцией можно найти через скалярное произведение:
[
\cos \theta = \frac{(0, 3, -\sqrt{6}) \cdot (0, 3, 0)}{|(0, 3, -\sqrt{6})| \cdot |(0, 3, 0)|} = \frac{9}{\sqrt{15} \cdot 3} = \frac{3}{\sqrt{15}}
]
Следовательно, угол (\theta = \cos^{-1}\left(\frac{3}{\sqrt{15}}\right)).
3*) Расстояние от точки (E) — середины (AB) до плоскости ((VMC))
Координаты точки (E) — середины отрезка (AB): (E = \left(\frac{3}{2}, \frac{3}{2}, 0\right)).
Уравнение плоскости ((VMC)): нормальный вектор плоскости ((VMC)) можно найти как векторное произведение ( \overrightarrow{VC} \times \overrightarrow{MC} ).
[
\overrightarrow{VC} = (0, -3, 0), \quad \overrightarrow{MC} = (0, 0, \sqrt{6})
]
[
\overrightarrow{VC} \times \overrightarrow{MC} = (3\sqrt{6}, 0, 0)
]
Уравнение плоскости будет (3\sqrt{6}x = 0), то есть (x = 0).
Расстояние от точки (E = \left(\frac{3}{2}, \frac{3}{2}, 0\right)) до плоскости (x = 0) равно модулю абсциссы точки (E):
[
d = \left|\frac{3}{2}\right| = \frac{3}{2}
]
Ответ: ( \frac{3}{2} ) см.