Точки M и N соответственно — середины ребер AB и BC правильной четырехугольной пирамиды SABCD с вершиной S. Через точки M и N проведена плоскость α, которая пересекает ребра
а) Докажите, что плоскость α параллельна ребру BS.
б) Найдите площадь пятиугольника, который получается в сечении пирамиды SABCD плоскостью α, если известно, что AB = 16 и BS = 18.
а) Пусть плоскость α не параллельна ребру BS и они пересекаются в точке X. Заметим, что PM — прямая пересечения плоскостей
б) Заметим, что отрезок MN — средняя линия треугольника ABC и, следовательно, параллельна AC и равна ее половине. Пусть O — центр основания пирамиды, K и L — точки пересечения плоскости α с ребром SD и диагональю основания BD соответственно. Точка L является одновременно серединой отрезков
Из п. а) следует, что прямые KL, PM и QN параллельны прямой BS. Таким образом, отрезки PM и QN суть средние линии треугольников ASB и CSB соответственно. Они равны половине стороны SB, а треугольники DKL и DSB подобны. Прямая DL является проекцией наклонной KL на плоскость основания пирамиды, поэтому по теореме о трех перпендикулярах отрезки KL и MN перпендикулярны, а потому четырехугольник MNQP — прямоугольник. Получаем:
Таким образом, площадь пятиугольника MNQKP равна
Ответ: б)

