В тетраэдре ABCD на ребре AB взята точка K, на ребре AC — точка L, на ребре BD — точка N, на ребре СD — точка M. Точки E и G есть середины ребер AD и BC соответственно. Прямые EG, KM и LN пересекаются в одной точке. Найти площадь четырехугольника KLMN, если AK : KB = 5, AD = 9, BC = 9, а угол между скрещивающимися прямыми AD и BC равен 45°.
Пусть Тогда
Поскольку EM и KG лежат в одной плоскости, они пересекаются на прямой AC (пусть в точке Q). По теореме Менелая для треугольника ABC и прямой KGQ имеем поэтому
По теореме Менелая для треугольника ADC и прямой EMQ имеем поэтому
Тогда имеем
Вектор из D в точку пересечения EG и MK представляется в виде и в виде
Приравнивая коэффициенты при равных векторах, находим
поэтому этот вектор
раскладывается как
Теперь пусть
Приравнивая коэффициенты при равных векторах, находим
Итак,
Значит, поэтому KLMN — параллелограмм и
Ответ:

