Решаем координатным методом. (мой кривенький чертеж в прикрепе)
а) Для начала нужно найти уравнение плоскости LKA₁. Плоскости принадлежат точки L (0; 0; 3), K(8; 6; 15), A₁ (0; 12; 15). Составляем систему уравнений.
![\left \{ \begin{array}{I} 3c+d=0 \\ 12b+15c+d=0 \\ 8a+6b+15c+d=0 \end{array} \ \Rightarrow \ \left \{ \begin{array}{I} c=-\dfrac{d}{3} \\ b=\dfrac{d}{3} \\ a=\dfrac{d}{4} \end{array} \left \{ \begin{array}{I} 3c+d=0 \\ 12b+15c+d=0 \\ 8a+6b+15c+d=0 \end{array} \ \Rightarrow \ \left \{ \begin{array}{I} c=-\dfrac{d}{3} \\ b=\dfrac{d}{3} \\ a=\dfrac{d}{4} \end{array}](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cleft%20%5C%7B%20%5Cbegin%7Barray%7D%7BI%7D%203c%2Bd%3D0%20%5C%5C%2012b%2B15c%2Bd%3D0%20%5C%5C%208a%2B6b%2B15c%2Bd%3D0%20%5Cend%7Barray%7D%20%5C%20%5CRightarrow%20%5C%20%5Cleft%20%5C%7B%20%5Cbegin%7Barray%7D%7BI%7D%20c%3D-%5Cdfrac%7Bd%7D%7B3%7D%20%5C%5C%20b%3D%5Cdfrac%7Bd%7D%7B3%7D%20%5C%5C%20a%3D%5Cdfrac%7Bd%7D%7B4%7D%20%5Cend%7Barray%7D)
Получим уравнение плоскости
![\dfrac{1}{4}x+\dfrac{1}{3}y-\dfrac{1}{3}z+1=0 \dfrac{1}{4}x+\dfrac{1}{3}y-\dfrac{1}{3}z+1=0](https://tex.z-dn.net/?f=%5Cdfrac%7B1%7D%7B4%7Dx%2B%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7Dy-%5Cdfrac%7B1%7D%7B3%7Dz%2B1%3D0)
Обозначим место пересечения CC₁ и плоскости как M. Ее координаты (8; 0; t). t найдем, подставив все в уравнение плоскости.
![2+0-\dfrac{t}{3}+1=0 \\ \dfrac{t}{3}=3 \\ t=9 2+0-\dfrac{t}{3}+1=0 \\ \dfrac{t}{3}=3 \\ t=9](https://tex.z-dn.net/?f=2%2B0-%5Cdfrac%7Bt%7D%7B3%7D%2B1%3D0%20%5C%5C%20%5Cdfrac%7Bt%7D%7B3%7D%3D3%20%5C%5C%20t%3D9)
Значит точка M делит CC₁ в отношении (15-9)/9=6/9=2/3
б) Косинус угла между плоскостями, это косинус между их верторами нормали, взятый по модулю. Плоскость A₁B₁C₁ параллельна плоскости xOy, значит a и b равны нулю, c найдем из точки B₁.
![15c+d=0 \ \Rightarrow \ c=-\dfrac{d}{15} 15c+d=0 \ \Rightarrow \ c=-\dfrac{d}{15}](https://tex.z-dn.net/?f=15c%2Bd%3D0%20%5C%20%5CRightarrow%20%5C%20c%3D-%5Cdfrac%7Bd%7D%7B15%7D)
Получим уравнение плоскости A₁B₁C₁
![-\dfrac{z}{15}+1=0 -\dfrac{z}{15}+1=0](https://tex.z-dn.net/?f=-%5Cdfrac%7Bz%7D%7B15%7D%2B1%3D0)
Тогда векторы имееют координаты
плоск. LKA₁: n {1/4; 1/3; -1/3}
плоск. A₁B₁C₁: n {0; 0; -1/15}
И можно посчитать косинус
![cos \varphi =\left|\dfrac{0+0+-\frac{1}{15}\cdot \left(-\frac{1}{3}\right)}{\sqrt{(\frac{1}{4})^2+(\frac{1}{3})^2+(-\frac{1}{3})^2\cdot \sqrt{0+0+(-\frac{1}{15})^2}}}\right|=\dfrac{12\cdot15}{45\cdot\sqrt{41}}=\bf\dfrac{4}{\sqrt{41}} cos \varphi =\left|\dfrac{0+0+-\frac{1}{15}\cdot \left(-\frac{1}{3}\right)}{\sqrt{(\frac{1}{4})^2+(\frac{1}{3})^2+(-\frac{1}{3})^2\cdot \sqrt{0+0+(-\frac{1}{15})^2}}}\right|=\dfrac{12\cdot15}{45\cdot\sqrt{41}}=\bf\dfrac{4}{\sqrt{41}}](https://tex.z-dn.net/?f=cos%20%5Cvarphi%20%3D%5Cleft%7C%5Cdfrac%7B0%2B0%2B-%5Cfrac%7B1%7D%7B15%7D%5Ccdot%20%5Cleft%28-%5Cfrac%7B1%7D%7B3%7D%5Cright%29%7D%7B%5Csqrt%7B%28%5Cfrac%7B1%7D%7B4%7D%29%5E2%2B%28%5Cfrac%7B1%7D%7B3%7D%29%5E2%2B%28-%5Cfrac%7B1%7D%7B3%7D%29%5E2%5Ccdot%20%5Csqrt%7B0%2B0%2B%28-%5Cfrac%7B1%7D%7B15%7D%29%5E2%7D%7D%7D%5Cright%7C%3D%5Cdfrac%7B12%5Ccdot15%7D%7B45%5Ccdot%5Csqrt%7B41%7D%7D%3D%5Cbf%5Cdfrac%7B4%7D%7B%5Csqrt%7B41%7D%7D)
Ответ: а) 2/3, б) 4/√41