Als je een vierkant zou nemen en twee diagonale lijnen tekent, kruisen ze elkaar in het midden en vormen ze vier rechte driehoeken. De twee diagonalen kruisen elkaar op 90 graden. Je zou intuïtief kunnen raden dat twee diagonalen van een kubus, die elk van een hoek van de kubus naar de tegenoverliggende hoek lopen en in het midden kruisen, ook haaks op elkaar zouden kruisen. Je zou je vergissen. Het bepalen van de hoek waaronder twee diagonalen in een kubus elkaar kruisen is iets ingewikkelder dan het op het eerste gezicht lijkt, maar het is een goede oefening voor het begrijpen van de principes van geometrie en trigonometrie.
Definieer de lengte van een rand als één eenheid. Elke rand van de kubus heeft per definitie een identieke lengte van één eenheid.
Gebruik de stelling van Pythagoras om de lengte te bepalen van een diagonaal die loopt van de ene hoek naar de tegenoverliggende hoek op hetzelfde vlak. Noem dit een "korte diagonaal" voor de duidelijkheid. Elke zijde van de gevormde rechthoekige driehoek is één eenheid, dus de diagonaal moet gelijk zijn aan √2.
Gebruik de stelling van Pythagoras om de lengte te bepalen van een diagonaal die loopt van de ene hoek naar de tegenovergestelde hoek van het andere gezicht. Noem dit een "lange diagonaal". Je hebt een rechthoekige driehoek met één zijde gelijk aan 1 eenheid en één zijde gelijk aan een "korte diagonaal" √2 eenheden. Het kwadraat van de hypotenusa is gelijk aan de som van de vierkanten van de zijkanten, dus de hypotenusa moet √3 zijn. Elke diagonaal die van een hoek van de kubus naar de tegenoverliggende hoek loopt, is √3 eenheden lang.
Teken een rechthoek om twee lange diagonalen weer te geven die elkaar kruisen in het midden van de kubus. U wilt de hoek van hun kruising vinden. Deze rechthoek is 1 eenheid lang en √2 eenheden breed. De lange diagonalen snijden elkaar in het midden van deze rechthoek en vormen twee verschillende soorten driehoeken. Een van deze driehoeken heeft één zijde gelijk aan één eenheid en de andere twee zijden gelijk aan √3 / 2 (de helft van de lengte van een lange diagonaal). De andere heeft ook twee kanten die gelijk zijn aan √3 / 2 maar zijn andere kant is gelijk aan √2. U hoeft slechts een van de driehoeken te analyseren, dus neem de eerste en los op voor de onbekende hoek.
Gebruik de goniometrische formule c ^ 2 = a ^ 2 + b ^ 2 - 2ab cos C om de onbekende hoek van deze driehoek op te lossen. C = 1, en zowel a als b zijn gelijk aan √3 / 2. Door deze waarden in de vergelijking te stoppen, zult u bepalen dat de cosinus van uw onbekende hoek 1/3 is. Het nemen van de inverse cosinus van 1/3 geeft een hoek van 70,5 graden.