Exercițiul 862

E.862. Fie prisma patrulateră regulată ABCDABCD,ABCDA'B'C'D', cu latura bazei AB=6AB=6 cm și AA=36AA'=3\sqrt{6} cm. Notăm cu M, NM,~N și OO' centrele fețelor ABBA, BCCBABB'A',~BCC'B' și ABCD.A'B'C'D'. Arătați că:
a) BNOMBNO'M este romb; \quad b) (MND)(BBD);(MND) \perp (BB'D');\quad c) (MNB)(MND).(MNB) \perp (MND).

Art, 25/162, ***
Soluție:

a) În triunghiul ABC, OMA'BC',~O'M și ONO'N sunt linii mijlocii. De aici rezultă:

OMBNONBM}BNOM paralelogram. Dar BN=BMBNOM romb.  \begin{rcases} O'M \parallel BN\\ O'N \parallel BM \end{rcases} \Rightarrow BNO'M \text{ paralelogram. Dar } BN=BM \Rightarrow \boxed{BNO'M \text{ romb}}.\

Soluție alternativă:

BN=NO=OM=MB (juma˘tate din diagonala unei fețe)B,N,O,M coplanare - aparțin planului (BAC)}BNOM romb.  \begin{rcases} BN=NO'=O'M=MB \text{ (jumătate din diagonala unei fețe)}\\ B,N,O',M \text{ coplanare - aparțin planului } (BA'C') \end{rcases} \Rightarrow \boxed{BNO'M \text{ romb}}.\

b)

BB(ABC)AC(ABC)}BBAC, sau ACBB. \begin{rcases} BB' \perp (ABC)\\ AC \subset (ABC) \end{rcases} \Rightarrow BB' \perp AC, \text{ sau } \boxed{AC \perp BB'}.

MNAC (linie mijlocie ıˆBAC)ACBB}MNBB(1). \begin{rcases} MN \parallel AC \text{ (linie mijlocie în } \triangle B'AC) \\ AC \perp BB' \end{rcases} \Rightarrow \boxed{MN \perp BB'} \quad (1).
MNACACACACBD (diagonale ıˆn pa˘trat) }MNBD(2). \begin{rcases} MN \parallel AC \\ AC \parallel A'C' \\ A'C' \perp B'D' \text{ (diagonale în pătrat) } \end{rcases} \Rightarrow \boxed{MN \perp B'D'} \quad (2).

Din (1), (2) și BBBD={B}MN(BBD).BB' \cap B'D' = \{B'\} \Rightarrow \boxed{MN \perp (BB'D')}.
Dar MN(MND)(MND)(BBD).MN \subset (MND) \Rightarrow \boxed{(MND) \perp (BB'D')}.

c) Fie PP centrul rombului BNOM.BNO'M. Din triunghiul dreptunghic BBOBB'O' obținem OB=62=BD=OD.O'B=6\sqrt{2}=BD=O'D.
Așadar, BOD\triangle BO'D este echilateral DPBP,\Rightarrow DP \perp BP, sau BPDP.\boxed{BP \perp DP}.
Dar BPMNBP \perp MN (sunt diagonale în romb), deci BP(DP,MN)=(DMN).BP \perp (DP,MN)=(DMN).
Deoarece BP(BMN)(BMN)(DMN).BP \subset (BMN) \Rightarrow \boxed{(BMN) \perp (DMN)}.