Пирамида (2 часть)
Дан тетраэдр ABCD. Точки K, L, M и N лежат на ребрах AC, AD, DB и BC соответственно, так, что четырехугольник KLMN — квадрат, и AK:KC=3:7.
а) Докажите, чтоAB:CD=3:7.
б) Найдите объём пирамиды CKLMN, если объём тетраэдра ABCD равен 100.
Решение
а)

LM∈ABDKN∈ABCLM∣∣KN (так как LMNK–квадрат)
Значит, LM∣∣ABC, так как LM∣∣ прямой, лежащей в плоскости ABC.
⎩⎨⎧LM∣∣ABCLM∣∣KN(ABC)∩(KLM)=KN(ABD)∩(KLM)=LM⇒LM∣∣AB∣∣KN
Следовательно, по теореме Фалеса KCAK=NCBN=73 и треугольники KNC и ABC подобны по двум пропорциональным сторонам и углу между ними, следовательно:
ACKC=ABKN=107⇒AB=710KN
Аналогично DC∣∣MN∣∣LK, следовательно, по теореме Фалеса KCAK=LDAL=73 и треугольники ALK и ADC подобны по двум пропорциональным сторонам и углу между ними, следовательно:
ADAL=DCLK=103⇒DC=710KL=310KN (KL и KB равны по свойству квадрата)DCAB=710KN:310KN=73
б) Рассмотрим пирамиду MKNB, обозначим ее объем V1, hM - высота из точки M на плоскость ABC.

V=31⋅ hM⋅ SBKN
V - объем всей пирамиды DABC, h - высота из точки D на плоскость ABC
V=31⋅ hM⋅ SABC=100 по условию
Так как KN∣∣AB, то AK:KC=BN:NC=3:7 по теореме Фалеса.
Пусть MM1 расстояние от точки M до плоскости ABC (обозначим hM), DH - расстояние от точки D до плоскости ABC (обозначим h).
Тогда треугольники BMM1 и DDH подобны, поэтому:
DHMM1=BDBM=hhM=103
Площади подобных треугольников CKN и CAB относятся как коэффициент подобия в квадрате, то есть:
k2=(107)2=10049VMKNC=31⋅hM⋅SKNC=31⋅103h⋅10049SABC=1000147V=1000147⋅100=10147VMKNC=31⋅hc⋅SKMNVCKLM=31⋅hc⋅SKLMSKMN=SKLM (так как KLMN−квадрат),поэтому VMKNC=VCKLM=100147VMLKNC=2VMKNC=2⋅10147=5147
Ответ: 5147