В правильной треугольной пирамиде MABC с вершиной M сторона основания AB равна 6. На ребре AB отмечена точка K так, что AK : KB = 5 : 1.
а) Докажите, что объем пирамиды делится плоскостью MKC в отношении 5 : 1.
б) Сечение MKC является равнобедренным треугольником с основанием MK. Найдите угол между боковыми гранями пирамиды.
а) Объем пирамиды равен произведению высоты на одну треть площади основания. Заметим, что у пирамид AKCM и BKCM общая высота, проведенная из вершины M. Основания этих пирамид — треугольники AKC и BKC соответственно. У этих треугольников, в свою очередь, общая высота, проведенная из вершины C, поэтому их площади относятся как Следовательно, так же относятся и объемы пирамид AKCM и BKCM.
б) Пусть L — середина AB. Тогда
Пусть BN — высота грани BMC, а MH — высота грани AMC. Посчитаем площади равных треугольников BMC и AMC двумя разными способами: откуда
Искомый угол между гранями равен углу, противолежащему основанию равнобедренного треугольника ANB. Этот угол равен удвоенному углу BNL. В прямоугольном треугольнике BNL имеем:
Ответ:

