В правильной четырехугольной пирамиде SABCD с вершиной S боковая сторона равна а сторона основания
Точки M и K — середины ребер AD и AB соответственно. Точка E лежит на ребре SC. Угол между плоскостью MKE и плоскостью основания равен 30 градусов. Найти площадь сечения, проходящего через точки M, K и E.
Пусть H — центр основания пирамиды. Тогда Кроме того,
Прямая KM — средняя линия треугольника ABD, поэтому делит AH пополам, а диагональ AC в отношении Обозначим соответствующую точку за P, тогда
Поскольку
(второе — поскольку
первое — поскольку проекцией EP будет CA), то
Итак, в треугольнике CPE мы знаем два угла и сторону. Вычислим CE по теореме синусов:
поэтому E — середина SC. Тогда проекция E на ABCD — середина CH (обозначим ее за Q), расстояние от E до плоскости основания равно и SH содержит среднюю линию треугольника EPQ, поэтому делится прямой EP на отрезки длиной 3 и 9, то есть в отношении
считая от S. Проведем через эту точку прямую, параллельную BD (а следовательно, и KM). Она лежит в сечении и делит ребра SB и SD в отношении
считая от S. Эти две точки (F, G) вместе с E, P, C являются вершинами сечения. Как мы уже знаем, EP делится этой новой прямой пополам. Найдем теперь площадь сечения.
Ответ:

