9265. Объём параллелепипеда
ABCDA_{1}B_{1}C_{1}D_{1}
равен
V
. Докажите, что:
а) объём пирамиды
ACB_{1}D_{1}
равен
\frac{1}{3}V
;
б) объём общей части пирамид
ACB_{1}D_{1}
и
BDA_{1}C_{1}
равен
\frac{1}{6}V
.
Решение. а) Пусть площадь основания
ABCD
равна
S
, а высота параллелепипеда, опущенная на плоскость
ABCD
, равна
h
. Тогда
V_{B_{1}ABC}=\frac{1}{3}S_{\triangle ABC}\cdot h=\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{2}S\cdot h=\frac{1}{6}S\cdot h=\frac{1}{6}V.

Аналогично
V_{CB_{1}D_{1}C_{1}}=V_{AA_{1}B_{1}D_{1}}=V_{D_{1}ACD}=\frac{1}{6}V.

Следовательно,
V_{ACB_{1}D_{1}}=V-V_{B_{1}ABC}-V_{CB_{1}D_{1}C_{1}}-V_{AA_{1}B_{1}D_{1}}-V_{D_{1}ACD}=

=V-4\cdot\frac{1}{6}V=V-\frac{2}{3}V=\frac{1}{3}V.

б) Пусть
O
,
O_{1}
,
E
,
E_{1}
,
F
,
F_{1}
— центры граней соответственно
ABCD
,
A_{1}B_{1}C_{1}D_{1}
,
BB_{1}C_{1}C
,
AA_{1}D_{1}D
,
AA_{1}B_{1}B
,
CC_{1}D_{1}D
. Тогда объём
V_{1}
общей части пирамид
ACB_{1}D_{1}
и
BDA_{1}C_{1}
равен сумме объёмов двух четырёхугольных пирамид с общим основанием
EFE_{1}F_{1}
и вершинами
O
и
O_{1}
. Площадь параллелограмма
EFE_{1}F_{1}
равна
\frac{1}{2}S
(см. задачу 1204), а высота каждой из четырёхугольных пирамид равна
\frac{h}{2}
. Следовательно,
V_{1}=2\cdot\frac{1}{3}\cdot\frac{1}{2}S\cdot\frac{1}{2}h=\frac{1}{6}S\cdot h=\frac{1}{6}V.