В основании четырехугольной пирамиды SABCD лежит квадрат ABCD. Плоскость α пересекает ребра SA, SB, SC и SD в точках L, K, N и M соответственно, причем SK : KB = 2 : 1, а точки L и M — середины ребер SA и SD.
а) Докажите, что четырехугольник KLMN является трапецией, длины оснований которой относятся как 3 : 4.
б) Найдите высоту пирамиды, если угол между плоскостями ABC и α равен 45°, площадь сечения пирамиды плоскостью α равна а площадь основания пирамиды равна 54.
а) Отрезок ML — средняя линия треугольника SAD, поэтому он параллелен AD (рис. 1). Значит, плоскость α параллельна прямым AD и BC. Следовательно, прямые KN, BC, AD и ML параллельны. Из подобия треугольников SKN и SBC следует, что Следовательно,
Таким образом, четырёхугольник KLMN является трапецией, длины оснований которой относятся
б) Проведём через высоту пирамиды SABCD плоскость, перпендикулярную прямым BC
Сторона квадрата ABCD равна поскольку его площадь равна 54. Следовательно:
Отрезок TU является высотой трапеции KLMN. Значит, поскольку
Пусть TT1 и UU1 — перпендикуляры, проведенные из точек T и U на SH на прямую SH (рис. 2). Тогда из подобия пар треугольников ST1T и SHP, SU1U и SHQ получаем:
откуда Таким образом:
Ответ: б) 24.

