Дан куб ABCDA1B1C1D1 с длиной ребра, равной 88. На ребрах AD и AA1 взяты соответственно точки М и N так, что
Через точки M, N, B1 проведена плоскость. Найдите расстояние d от точки D до этой плоскости. В ответ запишите значение выражения d2.
Обозначим временно ребро куба за 3x, тогда
Заметим, что прямые MN, A1D и B1C параллельны, поэтому искомое расстояние равно расстоянию от любой точки прямой A1D до плоскости MNB1C. Пусть точка O — середина A1D, точка H — середина MN и точка K — середина B1C. Опустим перпендикуляр OT на прямую HK. Он перпендикулярен HK по построению и лежит в плоскости BAD1C1, перпендикулярной к B1C (так как отрезки B1C и BC1 перпендикулярны как диагонали квадрата, а отрезок B1C перпендикулярен ребру C1D1, поскольку ребро C1D1 перпендикулярно плоскости BB1C1C), значит, перпендикулярен и B1C, а потому (по признаку перпендикулярности прямой и плоскости) и всей плоскости MNB1C. Следовательно, его длина и есть нужное расстояние.
Изобразим отдельно плоскость ABC1D1. По теореме Фалеса откуда
и
Далее, тогда
и
Значит,
Ответ: 1408.