Точки A, B, C, D не лежат на одной плоскости. Точки P, Q, R - середины отрезков AB, AC, AD. Докажите, что (PQR) // (BCD)

Объяснение:

Строим сторону АВ = 14 м, взяв для простоты 1 мм за 1 м. С вершинами в точках А и В, со стороной АВ строим углы в 120°. Откладываем на полученных сторонах отрезки АС = BD = 14 м и строим с вершинами в точках С и D углы 120°. Откладываем на полученных сторонах СМ = DP = 14 м, соединяем точки М и Р. Шестиугольник ABDPMC есть план Семиглавой башни. Этот многоугольник называется правильным, так как у него стороны и углы равны. Точка О есть центр правильного многоугольника. Из него сторона АВ видна под углом AOB.

Если двугранные углы при ребрах основания равны (равны углы наклона боковых граней к плоскости основания), то высота пирамиды проецируется в центр окружности, вписанной в основание. В ромбе это точка пересечения диагоналей (точка О на рисунке).

Проведем ОН⊥CD. ОН - проекция наклонной SH на плоскость основания, тогда SH⊥CD по теореме о трех перпендикулярах. Значит

∠SHO = 60° - линейный угол двугранного угла при ребре основания.

Периметр ромба 40 см, значит длина одной стороны ромба

CD = Pabcd/4 = 10 см.

КН - высота ромба.

Sabcd =  CD · KH

KH = Sabcd / CD = 60 / 10 = 6 см

ОН = 1/2 КН = 3 см.

ΔSOH: ∠SOH = 90°,

           SO = OH · tg∠SOH = 3 · √3 = 3√3 см

Объем пирамиды:

V = 1/3 Sabcd · SO = 1/3 · 60 · 3√3 = 60√3 см³