Рассмотрим пирамиду ( DABC ) с основанием ( ABC ) и вершиной ( D ). Пусть сечение, параллельное основанию ( ABC ), делит боковое ребро ( DA ) в отношении 2:3, считая от вершины ( D ). Это означает, что если мы обозначим точку пересечения сечения с ребром ( DA ) как ( A_1 ), то ( \frac{DA_1}{A_1A} = \frac{2}{3} ).
Поскольку сечение параллельно основанию, оно является подобной фигурой основанию. Коэффициент подобия равен отношению отрезков на любом боковом ребре, то есть:
[
k = \frac{DA_1}{DA} = \frac{2}{2+3} = \frac{2}{5}
]
Поскольку площади подобных фигур относятся как квадрат коэффициента подобия, то площадь сечения ( S{\text{сечения}} ) и площадь основания ( S{\text{основания}} ) связаны следующим соотношением:
[
S{\text{сечения}} = k^2 \cdot S{\text{основания}}
]
Подставим известные значения в уравнение:
[
S{\text{сечения}} = \left(\frac{2}{5}\right)^2 \cdot S{\text{основания}}
]
По условию задачи, площадь сечения на 84 см² меньше площади основания:
[
S{\text{основания}} - S{\text{сечения}} = 84
]
Подставим выражение для ( S_{\text{сечения}} ):
[
S{\text{основания}} - \left(\frac{4}{25}\right) \cdot S{\text{основания}} = 84
]
Упростим выражение:
[
S_{\text{основания}} \left(1 - \frac{4}{25}\right) = 84
]
[
S_{\text{основания}} \cdot \frac{21}{25} = 84
]
Решим это уравнение для ( S_{\text{основания}} ):
[
S_{\text{основания}} = \frac{84 \cdot 25}{21}
]
[
S_{\text{основания}} = \frac{2100}{21} = 100
]
Теперь найдем площадь сечения:
[
S_{\text{сечения}} = \left(\frac{4}{25}\right) \cdot 100 = 16
]
Таким образом, площадь сечения равна 16 см².