Учебник «Геометрия. 10–11 классы», с. 88, Доп. задачи
№311. Основанием пирамиды DABC является треугольник со сторонами AC=13 см, AB=15 см, CB=14 см. Боковое ребро DA перпендикулярно к плоскости основания и равно 9 см. а) Найдите площадь полной поверхности пирамиды. б) Докажите, что основание перпендикуляра, проведённого из вершины A к плоскости грани BDC, лежит на высоте этой грани, и найдите длину этого перпендикуляра.
✎ Запись в тетрадь
Дано:
DABC — пирамида; AC=13, AB=15, CB=14 см; DA⊥(ABC); DA=9 см
Идея. Все четыре грани считаем через высоты: в основании по формуле Герона, боковые — через DA и DM. В пункте б) перпендикуляр к плоскости DBC строится в плоскости DAM, которая перпендикулярна BC.
1Стороны основания известны, поэтому по формуле Герона (p=21) находим площадь. Высота AM к стороне BC получается из S=21BC⋅AM.
2Из прямоугольного △ABM находим BM=9; точка M лежит на стороне BC, так как 9<14. DA⊥(ABC), а значит, △DAM прямоугольный. По теореме о трёх перпендикулярах DM — высота грани DBC.
3Грани DAB и DAC — прямоугольные треугольники с катетами DA и AB (или AC); у DBC высота DM.
4Прямая BC перпендикулярна двум пересекающимся прямым плоскости DAM (AM и DA), поэтому перпендикулярна всей этой плоскости и любой прямой в ней, в частности AH. Прямая AH перпендикулярна двум пересекающимся прямым плоскости DBC — DM и BC, значит, перпендикулярна этой плоскости; её основание H — на DM.
5Площадь прямоугольного △DAM вычисляем двумя способами: 21DA⋅AM=21DM⋅AH.