В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 на ребрах AB, A1B1 и B1C1 отмечены точки K, L и M соответственно так, что KLMC — равнобедренная трапеция с основаниями 4 и 8.
а) Докажите, что точка M — середина ребра B1C1.
б) Найдите угол между плоскостями KLM и ABC, если площадь трапеции KLMC равна
а) Плоскость KLMC пересекает плоскости оснований по параллельным прямым, поэтому прямые LM и KC — основания трапеции. Пусть прямые KL и MC пересекаются в точке P. Отрезок KL лежит в плоскости грани AA1BB1, поэтому точка P может лежать только на прямой пересечения этих граней, то есть на прямой BB1. Далее значит, прямая LM — средняя линия треугольника KPC, то есть точка M — середина отрезка PC. Тогда равны треугольники PB1M и CC1M, а отрезки B1M и MC1 равны как соответствующие элементы.
б) Площадь трапеции равна где отрезок LH — высота трапеции. Имеем:
Треугольник PKC — равнобедренный, потому что значит, равны треугольники PBK и PBC, а тогда BK = BC и, аналогично,
Пусть точка O — середина отрезка KC, тогда отрезок BO — медиана и высота прямоугольного равнобедренного треугольника BKC, откуда следует
Угол POB равен углу между плоскостями KLM и ABC,
то есть искомый угол равен 45°.
Ответ: б) 45°.

