В правильной четырехугольной пирамиде SABCD все ребра равны 3. На ребрах SB, BC, CD взяты точки P, Q, R соответственно так, что PD = BQ = RD = 1.
а) Докажите, что плоскость PQR перпендикулярна ребру SA.
б) найдите расстояние от вершины A до плоскости PQR.
Чтобы построить угол между плоскостью сечения и плоскостью основания проводим перпендикуляры к линии пересечения этих плоскостей- отрезку BD.
СК ⊥BD
C₁K⊥BD
∠С₁КС=60°
ΔС₁КС- прямоугольный, поэтому ∠КС₁С=30°
В прямоугольном треугольнике катет против угла в 30° равен половине гипотенузы.
Значит
С₁К=2·СК
СК- высота прямоугольного треугольника ВСD
Рассмотрим ΔВСD
По теореме Пифагора
BD²=BC²+CD²=6²+8²=100
BD=10
С одной стороны площадь прямоугольного треугольника равна половине произведения основания BD на высоту CK
C другой- площадь прямоугольного трегольника равна половине произведения катетов.
Приравниваем правые части
ВС·СD/2=BD·CK/2 ⇒ СК= ВС·CD/BD=6·8/10=4,8
C₁K=9,6
S(ΔВС₁D)=BD·C₁K/2=10·9,6/2=48 кв. см
Плоскость сечения - треугольник BDC1, площадь которого равна
S=(1/2)*BD*С1Н, где С1Н - высота сечения - перпендикуляр к прямой BD.
Угол между плоскостями сечения и основания - это угол С1НС по определению: "Угол между двумя пересекающимися плоскостями равен углу между прямыми, по которым они пересекаются с любой плоскостью, перпендикулярной их линии пересечения". С1Н - перпендикулярна линии пересечения BD по построению, СН - перпендикулярен BD по теореме о трех перпендикулярах.
Итак, <C1HC=60° (дано), <CC1H = 30° (по сумме острых углов прямоугольного треугольника)
Отрезок СН - это высота треугольника ВСD из его прямого угла и по свойству этой высоты равен СН=ВС*СD/BD=6*8/10=4,8см.
Тогда С1Н = 2*СН = 9,6см (как гипотенуза и катет против угла 30°).
Площадь сечения равна S=(1/2)*BD*C1H = 5*9,6 = 48см².