Задания
Версия для печати и копирования в MS Word
Задание № 1046

Най­ди­те объем шара, впи­сан­но­го в тре­уголь­ную пи­ра­ми­ду, все ребра ко­то­рой равны  дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби см.

Спрятать решение

Ре­ше­ние.

Пусть шар с цен­тром в точке О впи­сан в тре­уголь­ную пи­ра­ми­ду. Тогда от­ре­зок МО  — бис­сек­три­са тре­уголь­ни­ка PMH. Точка H  — центр тре­уголь­ни­ка ABC, тогда

HM = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AM = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: AB ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , HM = дробь: чис­ли­тель: дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 6 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на ко­рень из 3 = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Апо­фе­ма PM  — вы­со­та тре­уголь­ни­ка PBC, по­это­му

PM = дробь: чис­ли­тель: BC ко­рень из 3 , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

По тео­ре­ме Пи­фа­го­ра в тре­уголь­ни­ке PMH:

PH = ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 3 ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те минус левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = 1.

Вос­поль­зу­ем­ся тео­ре­мой о бис­сек­три­се угла в тре­уголь­ни­ке HPM:

 дробь: чис­ли­тель: HO, зна­ме­на­тель: HM конец дроби = дробь: чис­ли­тель: PO, зна­ме­на­тель: PM конец дроби ;  дробь: чис­ли­тель: R, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: ко­рень из 2 }4 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1 минус R, зна­ме­на­тель: дробь: чис­ли­тель: {, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби ко­рень из 2 , зна­ме­на­тель: 4 конец дроби конец дроби ; R = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Най­дем объем шара:

V = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи R в кубе = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи левая круг­лая скоб­ка дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби пра­вая круг­лая скоб­ка в кубе = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 48 конец дроби .

Ответ: дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 48 конец дроби .

 

При­ве­дем дру­гое ре­ше­ние.

Обо­зна­чим ребро пи­ра­ми­ды SABC за a. Oбо­зна­чим центр впи­сан­но­го шара за O, ос­но­ва­ние вы­со­ты пи­ра­ми­ды за H, се­ре­ди­ну ребра BC за M и точку ка­са­ния шара с плос­ко­стью PBC за T. Сразу за­ме­тим, что T лежит на от­рез­ке PM и делит его в от­но­ше­нии 2 : 1, счи­тая от вер­ши­ны P. по­сколь­ку все грани пи­ра­ми­ды  — пра­виль­ные тре­уголь­ни­ки.

За­ме­тим, что точка O лежит на бис­сек­три­се угла HMT, по­сколь­ку она рав­но­уда­ле­на от его сто­рон (OT=OH как ра­ди­у­сы впи­сан­ной сферы), по­это­му PO:OH=PM:MH=AM:MH=3:1, то есть

OH= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби PH= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: PM в квад­ра­те минус HM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 9HM в квад­ра­те минус HM в квад­ра­те конец ар­гу­мен­та = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та HM=
= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби умно­жить на 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби AM= дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на AB ко­си­нус 30 гра­ду­сов = дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 2 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 6 конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 3 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби a= дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 2 ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та конец дроби умно­жить на дробь: чис­ли­тель: ко­рень из: на­ча­ло ар­гу­мен­та: 6 конец ар­гу­мен­та , зна­ме­на­тель: 2 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 4 конец дроби .

Зна­чит, объем этого шара равен

 дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи r в кубе = дробь: чис­ли­тель: 4, зна­ме­на­тель: 3 конец дроби Пи умно­жить на дробь: чис­ли­тель: 1, зна­ме­на­тель: 64 конец дроби = дробь: чис­ли­тель: Пи , зна­ме­на­тель: 48 конец дроби .


Аналоги к заданию № 1046: 1056 Все