Часть 1: Доказательство, что треугольники MAD и MCD прямоугольные
Треугольник MAD:
Поскольку MB перпендикулярен плоскости ABCD, то он перпендикулярен любой прямой, лежащей в этой плоскости, в том числе и AD. Таким образом, в треугольнике MAD угол MDA является прямым. Следовательно, треугольник MAD — прямоугольный.
Треугольник MCD:
Аналогично, поскольку MB перпендикулярен плоскости ABCD, он также перпендикулярен CD. Следовательно, в треугольнике MCD угол MCD является прямым, что делает треугольник MCD прямоугольным.
Часть 2: Нахождение сторон прямоугольника ABCD
Для нахождения сторон прямоугольника ABCD воспользуемся следующими соображениями:
Расстояние MA и MC:
Так как углы MAB и MCB заданы, и MB перпендикулярен плоскости прямоугольника, то MA = MB / tan и MC = MB / tan, где MAB = 45° и MCB = 30°.
Расчёт сторон AB и BC:
Так как MAD и MCD прямоугольные треугольники, то AD и CD соответственно равны MA и MC.
Часть 3: Доказательство, что треугольник BDC является проекцией треугольника MDC на плоскость ABCD, и нахождение его площади
Доказательство:
Поскольку MB перпендикулярен плоскости ABCD, то проекция треугольника MDC на плоскость ABCD будет треугольником BDC, где точки D и C проецируются на самих себя, а точка M проецируется в точку B.
Площадь треугольника BDC:
Площадь треугольника в прямоугольных координатах можно найти по формуле:
Здесь основание — BC, а высота — AD.
Таким образом, все части задания выполнены.