Трапеция KLMN является основанием пирамиды PKLMN, Q — точка пересечения прямых KL и MN. Плоскости КPL и PMN перпендикулярны плоскости основания пирамиды.
а) Докажите, что плоскости KPL и PMN взаимно перпендикулярны.
б) Найдите площадь полной поверхности пирамиды PLQM, если a высота пирамиды PKLMN равна 8.
а) Заметим, что сумма углов QLM и LMQ, смежных с углами KLM и LMN, равна 90°, следовательно,
(углы KLM и LMN лежат при меньшем основании трапеции LM и являются тупыми). Каждая из плоскостей KPL и PMN содержит прямую, перпендикулярную плоскости KLM, и так как существует единственная такая прямая, проходящая через точку Q, то это прямая их пересечения — PQ. Таким образом, прямая PQ перпендикулярна плоскости KLM, следовательно, и лежащим в ней прямым KL и MN. Тем самым
— линейный угол двугранного угла LPQM, значит, плоскости KPL и PMN взаимно перпендикулярны.
б) Заметим, что трапеция KLMN — равнобедренная, следовательно,
Таким образом, основанием пирамиды PLQM является равнобедренный прямоугольный треугольник QLM, а высотой этой пирамиды является отрезок PQ. Пусть QH — высота, медиана и биссектриса треугольника QLM, тогда, по теореме от трех перпендикулярах, PH — высота треугольника PLM. Значит,
откуда Следовательно,
Откуда для площади полной поверхности пирамиды PLQM получаем:
Ответ: б)

