Плоскость α пересекает плоскости нижнего и верхнего оснований цилиндра по прямым ВС и AD соответственно, причем AD : BC = 5 : 4, а ось цилиндра — в точке Е и делит отрезок, соединяющий центры оснований цилиндра, в отношении 2 : 1, считая от нижнего основания.
а) Прямая DE пересекает плоскость нижнего основания в точке Р. Докажите, что боковая поверхность цилиндра делит отрезок DP в отношении 2 : 1.
б) Найдите площадь сечения цилиндра плоскостью α, если радиус основания цилиндра
а) Пусть прямая DP пересекает поверхность цилиндра в точке T. Пусть также точка M — середина отрезка AD, точка N — середина BC, точки O1 и O2 — центры верхнего и нижнего оснований цилиндра соответственно. Пусть D1 и T1 — проекции точек D и T на нижнее основание.
Треугольники DO1E и PO2E подобны, причем
и тогда Следовательно,
б) Найдем угол наклона плоскости α к плоскости основания цилиндра. Пусть он равен φ. Из условия
Тогда:
Далее и
Следовательно,
откуда
Площадь сечения равна площади ее проекции, деленной на и
Далее значит,
По теореме Пифагора:
то есть а отсюда
Последовательно находим площади:
Окончательно получаем площадь сечения:
Ответ:

