В основании четырехугольной пирамиды SABCD лежит прямоугольник ABCD. На ребрах SA, SB, SC и SD отмечены точки L, K, N и M соответственно так, что четырехугольник KLMN — трапеция с основанием KL=3 и MN=2. Известно, что SK:KB=3:1. а) Докажите, что плоскость KLM пересекает ребра SC и SD в их серединах. б) Найдите высоту SH пирамиды, если точка пересечения диагоналей пирамиды совпадает с точкой H, площадь основания равна 24, а площадь сечения KLMN=10.
Решение
а)
LK∈ABSLK∣∣MNMN∣∣ABSMN∈SDC Из всего этого следует, что
LK∣∣MN∣∣общейпрямойплоскостейSDCиSABAB∈ABSDC∣∣ABDC∣∣ABSDC∈SDC Из всего этого следует, что AB∣∣DC∣∣общейпрямойплоскостейSDCиSAB Из всего вышесказанного: LK∣∣MN∣∣AB∣∣DC∣∣общейпрямойплоскостейSDCиSAB Треугольники SLK и SAB подобны по двум углам (угол S общий, углы SLK и SAB равны как соответственные): ABLK=SBSK=43 Значит, AB=4=DC=2MN. И еще MN∣∣DC, а значит, что MN – средняя линия, пересекает стороны SD и SC в их серединах.
б)
Из подобия треугольников SLK и SAB: AB=4BC=ABSоснования=424=6=TR Пусть PE пересекает TR в точке D1.
По теореме Менелая для STR и секущей PE: ERSE⋅DTRD1⋅PSTP=11⋅DTRD1⋅31=1DTRD1=13 Отсюда D1T=3. Пусть EW⊥TR и PQ⊥TR {EW∣∣SHSE=ER⇒EW−средняялинияиWH=WR=4TR=23TSTP=41=THTQ,TH=43D1Q=3+43=415QR=HR+HQ=26+26−43=415ΔD1PQ∼ΔD1EWподвумуглам(∠D1общий,∠D1QP=∠D1WE=90∘)PED1P=QMD1Q=415:415=11 По теореме Пифагора для △EWD1: EW2=D1E2−D1W2=(4+4)2−(9−23)2=431EW=231SH=2EW=31