Решение.
А) Построим сечение пирамиды плоскостью .
Проведем через точку отрезок . Так как - середина , - средняя линия треугольника . (1)
Проведем через точку отрезок . Так как - середина , - средняя линия треугольника . (2)
Таким образом, - средняя линия треугольника :
Четырехугольник - искомое сечение.
Докажем, что четырехугольник - прямоугольник.
(из (1) и (2), следовательно, четырехугольник - параллелограмм. Докажем, что диагонали четырехугольника равны: . Рассмотрим треугольники и :
, как половины равных боковых ребер,
, как медианы в правильном треугольнике,
- так как в правильной пирамиде боковые ребра наклонены к основанию под одинаковым углом.
Следовательно, и отсюда .
Б) Найдем расстояние от точки до плоскости четырехугольника . Так как ребро параллельно плоскости , расстояние от любой точки прямой равно расстоянию от точки до плоскости четырехугольника .
Докажем, что плоскость ( - высота и медиана треугольника ) перпендикулярна плоскости четырехугольника :
, следовательно .
Если прямая перпендикулярна плоскости , то любая плоскость, содержащая прямую , будет перпендикулярна плоскости . В нашем случае плоскость четырехугольника , содержащая прямую , перпендикулярна плоскости .
- линия пересечения плоскость четырехугольника и плоскости . Это средняя линия треугольника . Опустим из точки высоту на :
Расстояние от точки до равно расстоянию от точки до плоскости четырехугольника , и равно половине высоты .
Рассмотрим треугольник :
(по условию)
- из треугольника .
- из треугольника .
По теореме косинусов
Ответ:
Инна Владимировна, решение ваше как всегда обстоятельное и доступное. А координатным методом не пробовали решать? По-моему, тоже нормально будет, особенно 2-я часть задачи
Наверное можно, я не пробовала. Не люблю координатный метод в треугольной пирамиде)