Для решения данной задачи воспользуемся знаниями из геометрии, а именно свойствами перпендикуляров и теоремой Пифагора.
Дано:
- ( HP = 4 ) см
- ( HK = 5 ) см
- ( ME = 12 ) см
Рассмотрим ситуацию более подробно. Отрезок ( MH ) пересекает плоскость в точке ( K ). Прямые ( HP ) и ( ME ) перпендикулярны плоскости и пересекают её в точках ( P ) и ( E ) соответственно.
Поскольку ( HP ) и ( ME ) перпендикулярны плоскости, точки ( P ) и ( E ) являются проекциями точек ( H ) и ( M ) на плоскость. Это значит, что треугольники ( HKN ) и ( MEK ) являются прямоугольными.
Для нахождения расстояния ( PE ) мы можем воспользоваться теоремой Пифагора.
Рассмотрим треугольник ( HPK ):
[
HK^2 = HP^2 + PK^2
]
Подставляем известные значения:
[
5^2 = 4^2 + PK^2
]
Решаем уравнение для ( PK ):
[
25 = 16 + PK^2
]
[
PK^2 = 9
]
[
PK = 3 \text{ см}
]
Рассмотрим треугольник ( MEK ):
[
MK^2 = ME^2 - EK^2
]
Здесь нужно выразить ( EK ), зная ( ME = 12 ) см и ( MK = HK = 5 ) см (так как точка ( K ) - общая точка для отрезков ( MH ) и ( MK )):
[
12^2 = EK^2 + 5^2
]
[
144 = EK^2 + 25
]
[
EK^2 = 119
]
[
EK = \sqrt{119} \text{ см}
]
Теперь найдем расстояние ( PE ). Рассмотрим прямоугольный треугольник ( PKE ), где ( PK = 3 ) см и ( EK = \sqrt{119} ) см:
[
PE^2 = PK^2 + EK^2
]
Подставляем значения:
[
PE^2 = 3^2 + (\sqrt{119})^2
]
[
PE^2 = 9 + 119
]
[
PE^2 = 128
]
[
PE = \sqrt{128} = 8\sqrt{2} \text{ см}
]
Таким образом, расстояние ( PE ) равно ( 8\sqrt{2} ) см.