В прямоугольном параллелепипеде ABCDA1B1C1D1 известны ребра BC = 5 и AB = AA1 = 8, M и N — середины ребер
а) Докажите, что прямая DN параллельна плоскости α.
б) Найдите расстояние между прямыми C1D и BD1.
а) Пусть L — точка пересечения прямых BM и AD, K — точка пересечения плоскости α с ребром DD1. Заметим, что треугольники BCM и LDM равны, следовательно, LD = BC = AD = 5. Прямая CD1 параллельна плоскости α и прямой MK, поэтому прямая MK — средняя линия треугольника CDD1, а K — середина DD1. Таким образом, DK = AN, а треугольники LKD и DAN равны, и углы KLD и NDK равны, следовательно, прямые LK и DN параллельны, и плоскость α параллельна прямой DN.
б) Заметим, что прямые CD1 и C1D взаимно перпендикулярны, прямые A1D1 и C1D также взаимно перпендикулярны, следовательно, прямая C1D перпендикулярна плоскости BCD1A1. Пусть O — точка пересечения CD1 и C1D, в плоскости BCD1A1 на прямую BD1 опустим перпендикуляр OH, его длина и есть искомое расстояние. Имеем:
Треугольники CBD1 и HOD1 подобны, следовательно,
Ответ: б)

