В правильной четырехугольной пирамиде SABCD с вершиной S, точка M — середина ребра BS. Найдите площадь сечения, проведенного через прямую AM параллельно одной из диагоналей основания, указанная диагональ не принадлежит сечению. Стороны основания пирамиды равны а высота пирамиды равна 9.
Заметим, что сечение может быть параллельно только диагонали BD. (она не имеет общих точек с AM). Чтобы построить его проведем отрезок MN параллельно прямой BD так, что Обозначим точку пересечения прямых MN и HS за O. (H — центр основания пирамиды). Проведем теперь прямую AO, она лежит в плоскости ASC и поэтому пересечет ребро SC в некоторой точке K. Четырехугольник AMKN — исходное сечение (действительно, он содержит прямую MN параллельную прямой BD).
Рассмотрим треугольник CSH и прямую OK и применим для них теорему Менелая:
Значит,
Рассмотрим теперь треугольник ASC. Он равнобедренный, основание равно высота
Значит,
Значит, По теореме косинусов найдем
Теперь:
значит, По теореме о трех перпендикулярах прямая AK перпендикулярна прямой BD, значит, и AK перпендикулярна прямой MN. Кроме того,
Поэтому:
Ответ: 30.

