В правильной четырёхугольной пирамиде сторона основания равно 8, а боковое ребро равно 7. На ребрах и отмечены точки и соответственно, причем Плоскость перпендикулярна плоскости и содержит точки и
а) Докажите, что плоскость содержит точку
б) Найдите площадь сечения пирамиды плоскостью
Проверка решения с помощью ИИ доступна авторизованным пользователям
Решение:
Дана правильная четырёхугольная пирамида , в которой сторона основания , боковое ребро . Точка лежит на ребре так, что , следовательно, . Точка находится на ребре на расстоянии , значит, . Плоскость сечения проходит через и перпендикулярно плоскости основания .
а) 1) Пусть — высота пирамиды. Опустим перпендикуляр из точки на плоскость основания. Так как , то , и точка лежит на отрезке . Следовательно, прямая является следом плоскости на основании пирамиды.
2) Продлим прямую до пересечения с ребром (или его продолжением) в точке .
3) Рассмотрим подобные треугольники и (у них общий угол при вершине и прямые углы при вершинах и ).
Из подобия следует: .
Обозначим , тогда . Отсюда . Учитывая, что — центр квадрата, , тогда .
4) Треугольники и подобны по двум углам (вертикальные углы при вершине и накрест лежащие углы при параллельных прямых и ).
Составим пропорцию: .
Вычислим длину отрезка : .
Так как длина ребра , точка совпадает с вершиной . Таким образом, плоскость сечения проходит через точку , что и требовалось доказать.
б) 5) В прямоугольном треугольнике по теореме Пифагора находим гипотенузу : .
6) Вычислим высоту пирамиды . В квадрате диагональ , значит, .
Из треугольника : .
7) Используя коэффициент подобия из шага 3, найдем высоту сечения : , откуда .
8) Сечением является треугольник . Его площадь равна: .
Ответ: б)
Источник: ФИПИ