Решение задачи 14. Вариант 225

В правильной шестиугольной пирамиде PABCDEF  боковое ребро наклонено к
основанию под углом  a=arctg(√3/2)
А) Докажите, что плоскости АРВ и DPE перпендикулярны.
Б) Найдите отношение радиуса сферы, касающейся всех граней пирамиды, к радиусу
сферы, проходящей через все вершины пирамиды

Решение

Сделаем рисунок

Проведем PM⊥AB и PN⊥ED

Нам нужно доказать, что угол MPE=90 – это и есть угол между плоскостями

Погнали

Обозначим сторону основания пирамиды за ​\( a \)​

По условию ​\( tga=\frac{PO}{a}=\frac{\sqrt{3}}{2} \)​

​\( PO=\frac{a\sqrt{3}}{2} \)​

​\( MO=\frac{a\sqrt{3}}{2} \)​ –  как высота в равностороннем треугольнике.

​\( PM=\frac{a\sqrt{6}}{2} \)​ (по т. Пифагора)

из треугольника PNM (можно сделать выносной чертеж для наглядности)

по т. косинусов

​\( 3a^2=3a^2-2*\frac{6a^2}{4}cos∡MPN \)​

Находим, что ​\( cos∡MPN=0 \)​

​\( ∡MPN=90 \)​

значит угол между плоскостями равен 90

б) Пусть r-радиус вписанной сферы

R-радиус описанной сферы

r  совпадает с радиусом вписанной окружности в треугольник PMN

R совпадает с радиусом описанной окружности около треугольника PFC

​\( S_{PNM}=p_{PNM}*r \)​

​\( S_{PNM}=0.5*a*\sqrt{3}*\frac{a\sqrt{3}}{2}=\frac{3}{4}a^2 \)​

​\( p_{PNM}=\frac{a\sqrt{6}+a\sqrt{3}}{2} \)​

находим ​\( r=\frac{1.5a}{\sqrt{6}+\sqrt{3}} \)​

По т синусов (обощенной) из треугольника PFC

​\( R=\frac{PF}{2sina}=\frac{AP}{2sina} \)​ (так как AP=PF)

​\( AP=\sqrt{AM^2+PM^2}=\frac{a\sqrt{7}}{2} \)​

​\( tga=\frac{sina}{cosa}=\frac{\sqrt{3}}{2} \)​ a- острый

​\( sina=\frac{\sqrt{3}}{2}*\sqrt{1-sin^2a} \)​ – возведем в квадрат и выразим

​\( sina=\sqrt{\frac{3}{7}} \)​

​\( R=\frac{6}{7*(\sqrt{2}+1)} \)​ – это и есть ответ

Оцените решение
Ten-tlt.ru
Вставить формулу как
Блок
Строка
Дополнительные настройки
Цвет формулы
Цвет текста
#333333
Используйте LaTeX для набора формулы
Предпросмотр
\({}\)
Формула не набрана
Вставить