а) Рассмотрим прямоугольник ABCD, где точки A, B, C и D являются его вершинами, а O - точка пересечения диагоналей AC и BD. Поскольку прямоугольник является четырехугольником с равными углами, мы знаем, что диагонали AC и BD пересекаются под прямым углом и делят друг друга пополам. Таким образом, точки O является серединой обеих диагоналей.
Теперь, если точки A, B и O лежат в плоскости α, это значит, что можно провести плоскость через эти три точки. Поскольку мы знаем, что O - серединная точка диагоналей, это указывает на то, что точки C и D также должны находиться в одной и той же плоскости, так как они связаны с точками A и B через диагонали.
Легко заметить, что прямоугольник можно представить как две пары противоположных сторон, и если одна из пар (A и B) лежит в плоскости α, то вторая пара (C и D) также окажется в этой же плоскости, так как все стороны прямоугольника равны и при этом сохраняют одинаковое направление. Таким образом, точки C и D также лежат в плоскости α.
б) Для вычисления площади прямоугольника воспользуемся формулой: \[ S = a \cdot b \] где \( a \) и \( b \) — длины сторон прямоугольника. Из условия \( AC = 8 \) знаем, что это одна из диагоналей прямоугольника. Также известен угол \( AOB = 60° \).
Можно применить тригонометрию для нахождения сторон прямоугольника. Поскольку AC является диагональю и образует угол 60° с AB, используя свойство треугольника (в данном случае треугольника AOB), мы можем выразить стороны следующим образом:
Пусть \( AB = a \), \( BC = b \). Тогда по теореме Пифагора: \[ AC = \sqrt{a^2 + b^2} \]
Также, используя свойства угла, можно выразить \( a \) и \( b \): \[ \cos(60°) = \frac{a}{8} \implies a = 8 \cdot \cos(60°) = 8 \cdot \frac{1}{2} = 4 \] \[ \sin(60°) = \frac{b}{8} \implies b = 8 \cdot \sin(60°) = 8 \cdot \frac{\sqrt{3}}{2} = 4\sqrt{3} \]
Теперь подставляем в формулу для площади: \[ S = a \cdot b = 4 \cdot (4\sqrt{3}) = 16\sqrt{3} \]
Таким образом, площадь прямоугольника равна \( 16\sqrt{3} \).