Пусть ABCD – трапеция, CD = 2 см, АВ = 3 см, BD = 3 см и АС = 4 см. Чтобы известные элементы включить в один треугольник, перенесём диагональ BD на вектор DC в положение СВ'. Рассмотрим треугольник АСВ1. Так как ВВ'CD – параллелограмм, то В'С = 3 см, АВ' = АВ + ВВ' = АВ + CD = 5 см. Теперь известны все три стороны треугольника АВ'С. Так как АС²+ В'С²= АВ'²= 16+9=25, то треугольник АВ'С – прямоугольный, причем АСВ' = 90°. Отсюда непосредственно следует, что угол между диагоналями трапеции, равный углу АСВ', составляет 90°. Площадь трапеции, как и всякого четырёхугольника, равна половине произведения диагоналей на синус угла между ними. Отсюда площадь равна 1/2AC * BD * sin 90° = 1/2 * 4 * 3 * 1 = 6 см²
Построим сечение плоскостью через точки PMB
X - пересечение BP и AC
K - пересечение XM и DC
KMB - сечение
PT||BM, QT - искомый отрезок
В плоскости ABC:
проведем NY||BX
CY/YX =CN/NB =1
AY/YX =AN/NP =6/1
CY=YX=x, AY=6x, AC=5x => AC/CX =5/2
проведем NZ||AX
XZ/ZB =CN/NB =1
XZ/ZP =AN/NP =6/1
XZ=ZB=6x, ZP=x, PB=5x => XP/PB =7/5
В плоскости ADC:
AC/CX *XK/KM *MD/DA =1 (т Менелая) => 5/2 *XK/KM *1/2 =1 => XK/KM =4/5
В плоскости сечения KMB:
XT/TM =XP/PB =7/5 => TM/XM =5/12
XK/KM =4/5 => KM/XM =5/9
TM/KM =5/12 *9/5 =3/4 => KT/TM =1/4
QT/BM =KT/KM =1/4 => QT =1/4 a