Основание прямой призмы равнобедренный треугольник ABC, в котором
Высота призмы равна
На сторонах
и AC выбраны соответственно точки
и D так, что
и через эти точки проведена плоскость.
а) Найдите площадь сечения призмы этой плоскостью.
б) Найдите расстояние от точки до плоскости сечения.
Пусть H и — середины ребер AC и
соответственно. Тогда
и по теореме Пифагора
а) Заметим, что — средняя линия треугольника
поэтому прямая
перпендикулярна прямой
Проведем тогда через D прямую, перпендикулярную AC, она будет параллельна
поэтому тоже будет лежать в плоскости сечения. Плоскость сечения пересекает еще ребро
и сечения является пятиугольником. Спроецируем его на плоскость нижнего основания. Площадь полученного пятиугольника можно найти, вычитая из площади ABC две площади прямоугольных треугольников. У одного катет
и
гипотенуза
поэтому второй катет
и площадь
У другого катет
и он подобен первому по двум углам, коэффициент подобия равен
Значит, его площадь равна
Итого, площадь проекции равна
Найдем теперь угол между плоскостью основания и плоскостью сечения. Плоскости пересекаются по прямой, проведенной через D перпендикулярно AC. Значит, AC и — перпендикуляры к этой прямой (второе- по теореме о трех перпендикулярах, его проекция лежит на AC). Осталось посчитать угол между ними. Ясно что
— гипотенуза треугольника с вертикальным катетом
(высота призмы) и горизонтальным
поэтому
и
По теореме о площади фигуры и площади проекции, площадь сечения равна:
б) Проведем из высоту к
Она будет перпендикулярна к
по построению и к
поскольку будет лежать в грани
перпендикулярной к
Значит, эта высота будет перпендикулярна двум пересекающимся прямым плоскости сечения, поэтому она-то и даст расстояние от точки до плоскости. Получаем:
Ответ: а) б)

