Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 41, §1 Перпендикулярность прямой и плоскости
№120. Через точку O пересечения диагоналей квадрата, сторона которого равна a, проведена прямая OK, перпендикулярная к плоскости квадрата. Найдите расстояние от точки K до вершин квадрата, если OK=b.
Идея. Расстояние от K до вершины — гипотенуза прямоугольного треугольника с катетами OK и «радиусом» квадрата OA. Прямой угол даёт определение перпендикулярности прямой и плоскости (п. 16).
1Диагональ квадрата со стороной a равна a2. Диагонали квадрата равны и точкой пересечения делятся пополам, поэтому O равноудалена от всех вершин.
2Прямая OK перпендикулярна плоскости квадрата, значит, она перпендикулярна любой прямой этой плоскости через O, в частности диагоналям. Треугольники KOA, KOB, KOC, KOD прямоугольные с прямым углом при O.
3В треугольнике KOA по теореме Пифагора считаем KA. Корень из b2+2a2 можно записать как 24b2+2a2.
4Остальные три треугольника имеют те же катеты OK=b и 2a2, поэтому расстояния до всех вершин одинаковы.