Для решения этой задачи начнем с определения диагонали параллелепипеда и вычисления угла между этой диагональю и плоскостью основания.
Пусть прямоугольный параллелепипед имеет измерения (a = 4) см, (b = 8) см, и (c = 4\sqrt{5}) см. Диагональ параллелепипеда (d) можно найти из формулы:
[ d = \sqrt{a^2 + b^2 + c^2} ]
Подставляя значения:
[ d = \sqrt{4^2 + 8^2 + (4\sqrt{5})^2} = \sqrt{16 + 64 + 80} = \sqrt{160} = 4\sqrt{10} \text{ см} ]
Угол между диагональю параллелепипеда и плоскостью основания можно найти, используя теорему о трех перпендикулярах или через скалярное произведение векторов. Но проще всего здесь использовать следующий подход: угол между диагональю параллелепипеда и его высотой (c) будет также углом между диагональю и плоскостью основания, так как диагональ перпендикулярна основанию.
Рассмотрим треугольник, образованный диагональю параллелепипеда, его высотой и диагональю основания. Плоскость этого треугольника перпендикулярна основанию параллелепипеда, и угол между диагональю параллелепипеда и высотой будет искомым углом. Этот угол (\theta) можно найти через косинус:
[ \cos \theta = \frac{c}{d} ]
Подставляя значения, получаем:
[ \cos \theta = \frac{4\sqrt{5}}{4\sqrt{10}} = \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{10}} = \frac{\sqrt{5}}{\sqrt{5}\sqrt{2}} = \frac{1}{\sqrt{2}} ]
Теперь, когда мы знаем, что (\cos \theta = \frac{1}{\sqrt{2}}), соответствующий угол (\theta) равен (45^\circ). Это потому, что косинус угла в 45 градусов равен (\frac{1}{\sqrt{2}}).
Таким образом, угол между диагональю параллелепипеда и плоскостью его основания составляет 45 градусов.