14007. Докажите, что если в правильной четырёхугольной призме
ABCDA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}
диагонали
B_{1}D
и
BD_{1}
перпендикулярны, то диагонали
A_{1}C
и
B_{1}D
образуют угол в
60^{\circ}
.
Решение. Пусть сторона основания
ABCD
призмы равна
a
. Сечение призмы плоскостью
BB_{1}D_{1}D
— прямоугольник, диагонали
B_{1}D
и
BD_{1}
которого перпендикулярны. Значит, это квадрат. Его стороны равны диагонали
BD
квадрата
ABCD
со стороной
a
, т. е.
a\sqrt{2}
. Тогда диагональ
B_{1}D
квадрата
BB_{1}D_{1}D
равна
2a
. Диагонали прямоугольника
CDA_{1}B_{1}
равны и делятся точкой
O
пересечения пополам, значит,
OC=OD=a=CD
. Треугольник
COD
равносторонний, поэтому
\angle COD=60^{\circ}
. Что и требовалось доказать.