В основании пирамиды SABCD лежит параллелограмм ABCD. На боковых рёбрах SA, SC и SD отмечены точки K, L и M соответственно так, что SK:KA=SL:LC=2:1 и SM=MD. а) Докажите, что плоскость KML содержит точку B. б) Найдите объём пирамиды BAKMD, если площадь параллелограмма ABCD равна 18, а высота пирамиды SABCD равна 7.
Решение
а)
Построим сечение: Соединим точки M, L и M, K, так как они лежат в одних плоскостях. Продлим ML до пересечения с DC в точке E и MK до пересечения с AD в точке T. Соединим T и E, так как они лежат в плоскости основания ABC. По теореме Менелая для треугольника SAD и секущей KM: MDSM⋅TADT⋅KSAK=1 Подставляя известное отношение, получим: TADT⋅21=1TADT=12 Аналогично, по теореме Менелая для SDC и секущей ML: MDSM⋅ECDE⋅LSCL=1 Подставляя известное отношение, получим: 11⋅21⋅CEDE=1CEDE=12 ∠TAB=∠ADC=∠BCE как соответственные при AB∣∣DC, так как ABCD – параллелограмм ∠EBC=∠ETD как соответственные при BC∣∣AD, так как ABCD – параллелограмм AT=AD=BC Значит, треугольники ATB и CBE равны по двум углам и равной стороне: ∠TBA+∠CBE=180−∠ABC∠TBA+∠CBE+∠ABC=180 Значит, углы TBA, CBE и ABC являются смежными и точка B лежит на прямой TE.
б) Объем всей пирамиды SABCD равен: V=31⋅h⋅SABCD=31⋅18⋅7=42 Объем всей пирамиды SABD равен половине всего объема и равен 242=21 Пусть hB – высота из точки B на плоскость AKM VBAKMD=31⋅hB⋅SAKMDSSKM=21SK⋅SM⋅sin∠KSM Так как SK=32AS и SM=32SD, получим: SSKM=21⋅32SA⋅21SD⋅sin∠KSM=31SADSSAKMD=SADS−SSKM=32SADSVBAKMD=31⋅hB⋅32SADS=32VBADS=32⋅21=14