Через середину высоты правильной четырёхугольной пирамиды SABCD параллельно основанию проведено сечение A1B1C1D1, диагонали которого пересекаются в точке O1. На ребрах AD и SB отмечены точки K и М соответственно так, что AK : KD = 3 : 5, SM : MB = 3 : 1.
а) Докажите, что плоскость KMO1 параллельна SA.
б) Найдите угол между плоскостью KМО1 и плоскостью АВС, если боковые ребра пирамиды SABCD наклонены к плоскости основания под углом 60°.
а) Пусть прямая O1M пересекается с продолжением диагонали основания BD в точке L, а прямая LK пересекается с отрезком AO в точке P. Пусть также диагонали основания пирамиды пересекаются в точке O. По теореме Менелая для треугольника BSO и прямой MO1:
а тогда и
По теореме Менелая для треугольника AOD и прямой KL:
Следовательно, отрезок O1P — средняя линия треугольника AOS. Значит, параллельны отрезки O1P и SA, а потому параллельны плоскость KO1M и ребро SA.
б) Пусть тогда:
По теореме Пифагора в треугольнике POL:
Пусть отрезок OH — высота треугольника POL, опущенная на сторону PL. Так как то
Значит, угол O1HO — линейный угол двугранного угла O1PLO — искомый. Следовательно,
откуда
Ответ:

