1. **Enunciato del problema:**
Calcolare la distanza del vertice $A$ dal piano determinato dai punti $B$, $C$, $D$ di un cubo, sapendo che uno spigolo del cubo è lungo $s$.
2. **Definizione e formula:**
La distanza di un punto da un piano si calcola come la lunghezza del segmento perpendicolare dal punto al piano.
Se il piano è definito da tre punti $B$, $C$, $D$, possiamo trovare il vettore normale al piano con il prodotto vettoriale:
$$\vec{n} = (\vec{C} - \vec{B}) \times (\vec{D} - \vec{B})$$
La distanza $d$ del punto $A$ dal piano è:
$$d = \frac{|(\vec{A} - \vec{B}) \cdot \vec{n}|}{|\vec{n}|}$$
3. **Scelta del sistema di coordinate:**
Poniamo il cubo con vertice $A$ all'origine $(0,0,0)$ e gli spigoli lungo gli assi coordinati:
$$A = (0,0,0),\quad B = (s,0,0),\quad C = (0,s,0),\quad D = (0,0,s)$$
4. **Calcolo dei vettori:**
$$\vec{C} - \vec{B} = (0 - s, s - 0, 0 - 0) = (-s, s, 0)$$
$$\vec{D} - \vec{B} = (0 - s, 0 - 0, s - 0) = (-s, 0, s)$$
5. **Calcolo del prodotto vettoriale:**
$$\vec{n} = (-s, s, 0) \times (-s, 0, s) = \begin{vmatrix} \mathbf{i} & \mathbf{j} & \mathbf{k} \\ -s & s & 0 \\ -s & 0 & s \end{vmatrix}$$
Calcoliamo:
$$\vec{n} = \mathbf{i}(s \cdot s - 0 \cdot 0) - \mathbf{j}(-s \cdot s - 0 \cdot (-s)) + \mathbf{k}(-s \cdot 0 - s \cdot (-s))$$
$$= \mathbf{i}(s^2) - \mathbf{j}(-s^2) + \mathbf{k}(0 + s^2) = (s^2, s^2, s^2)$$
6. **Calcolo della distanza:**
$$\vec{A} - \vec{B} = (0 - s, 0 - 0, 0 - 0) = (-s, 0, 0)$$
Prodotto scalare:
$$ (\vec{A} - \vec{B}) \cdot \vec{n} = (-s, 0, 0) \cdot (s^2, s^2, s^2) = -s \cdot s^2 + 0 + 0 = -s^3 $$
Modulo:
$$ |(\vec{A} - \vec{B}) \cdot \vec{n}| = s^3 $$
Modulo di $\vec{n}$:
$$ |\vec{n}| = \sqrt{s^4 + s^4 + s^4} = \sqrt{3 s^4} = s^2 \sqrt{3} $$
7. **Risultato finale:**
$$ d = \frac{s^3}{s^2 \sqrt{3}} = \frac{s}{\sqrt{3}} $$
Quindi, la distanza del vertice $A$ dal piano dei punti $B$, $C$, $D$ è:
$$\boxed{\frac{s}{\sqrt{3}}}$$
Distanza Vertice Piano 5399A8
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