а) Докажем, что плоскости и параллельны.

Введём прямоугольную систему координат, учитывая, что в основании правильной пирамиды квадрат и угол между диагоналями квадрата прямой .
1. Найдём координаты точек . В прямоугольном треугольнике по теореме Пифагора
, тогда сторона квадрата
.
Проведём , тогда и по первому признаку подобия — общий) .
В прямоугольном треугольнике по теореме Пифагора , тогда — проекция на плоскость , значит прямоугольный и равнобедренный .
Получим .
2. Докажем, что векторы нормали к плоскостям и коллинеарны. Для плоскости , вектор нормали перпендикулярен к обеим прямым и , поэтому он должен быть перпендикулярен к векторам и .
Получим систему
Пусть , тогда система примет вид
Её решение .
— вектор нормали плоскости .
Для плоскости , вектор нормали перпендикулярен к обеим прямым и , поэтому он должен быть перпендикулярен к векторам и .
Получим систему
Пусть , тогда система примет вид
Её решение . — вектор нормали плоскости .
Векторы и равны, значит коллинеарны, следовательно плоскости и параллельны.
б) Искомый объём , где — площадь треугольника , а высота пирамиды — это расстояние от точки до плоскости .
1. , где — угол между прямыми и . .
.
2. Чтобы найти необходимо найти уравнение плоскости . Оно имеет вид , где — вектор нормали этой плоскости. Согласно пункту а), один из векторов нормали . Значит, уравнение имеет вид . Чтобы найти значение подставим координаты точки в это уравнение, получим , тогда — уравнение плоскости . Расстояние от точки до плоскости
, где — координаты точки .
3. .