Пусть SO - высота пирамиды, тогда АО, ВО и СО - проекции боковых ребер на плоскость основания, а углы SAO, SBO и SCO - углы наклона боковых ребер к основанию и равны 45°. Тогда ΔSAO = ΔSBO = ΔSCO по катету (общий SO) и острому углу.
Значит АО = ВО = СО, значит О - центр описанной около АВС окружности.
Стоит запомнить: Если боковые ребра пирамиды равны или наклонены под одним углом к основанию, то высота проецируется в центр окружности, описанной около основания.
Так как треугольник АВС равнобедренный, О лежит на высоте ВН, проведенной к основанию. ВН является и медианой: АН = 2.
ΔАВН: ∠АНВ = 90°, по теореме Пифагора
ВН = √(АВ² - АН²) = √(5 - 4) = 1, ⇒
sin∠BAH = BH / AB = 1/√5
По следствию из теоремы синусов:
2R = BC / sin∠BAH = √5 / (1/√5) = 5
R = 5/2 = 2,5, т.е. ВО = 2,5
ΔSBO прямоугольный с углом 45°, значит равнобедренный:
SO = BO = 2,5
V = 1/3 Sосн · SO = 1/3 · (1/2 AC · BH) · SO
V = 1/3 · 1/2 · 4 · 1 · 2,5 = 5/3 куб. ед.
Так как ВО больше ВН, центр описанной около треугольника АВС окружности лежит вне треугольника. Чертеж пришлось уточнить.
2. Если боковые ребра пирамиды равны, то высота проецируется в центр окружности, описанной около основания. О лежит на высоте ΔАВС, так как он равнобедренный.
Периметр отсекаемого треугольника равен сумме длин отрезков стороны между вершиной треугольника и точкой касания вписанной окружности, который пересекает проведенная касательная. Эти отрезки, кстати, тоже равны между собой. Вот как это выглядит на "математическом языке". Пусть треугольник АВС, AB = 6; AC = 10, BC = 12; пусть вписанная окружность касается стороны АВ в точке K, AC в точке M, BC в точке N. Пусть (для начала) касательная пересекает отрезки AK (в точке D) и AM (в точке E). И пусть она касается окружности в точке F. По свойству касательной AK = AM; и по тому же свойству DF = DK; EF = EM; поэтому AE + ED + AD = AK + AM = 2*AK; Само собой, точно так же если касательная отсекает треугольник с вершиной B, то его периметр равен 2*BN; а если с вершиной C, то 2*CM; остается найти эти отрезки. Пусть (для краткости и прозрачности записи) AK = AM = x; BK = BN = y; CN = CM = z; тогда x + y = 6; x + z = 10; y + z = 12; откуда x = 2, y = 4, z = 8. (надо вычесть из третьего второе уравнение, и сложить с первым, получится 2y = 8) поэтому максимальный периметр отсеченного треугольника равен 2z = 16;
1. SABC - пирамида, АВ = ВС = √5, АС = 4.
Пусть SO - высота пирамиды, тогда АО, ВО и СО - проекции боковых ребер на плоскость основания, а углы SAO, SBO и SCO - углы наклона боковых ребер к основанию и равны 45°. Тогда ΔSAO = ΔSBO = ΔSCO по катету (общий SO) и острому углу.
Значит АО = ВО = СО, значит О - центр описанной около АВС окружности.
Стоит запомнить: Если боковые ребра пирамиды равны или наклонены под одним углом к основанию, то высота проецируется в центр окружности, описанной около основания.
Так как треугольник АВС равнобедренный, О лежит на высоте ВН, проведенной к основанию. ВН является и медианой: АН = 2.
ΔАВН: ∠АНВ = 90°, по теореме Пифагора
ВН = √(АВ² - АН²) = √(5 - 4) = 1, ⇒
sin∠BAH = BH / AB = 1/√5
По следствию из теоремы синусов:
2R = BC / sin∠BAH = √5 / (1/√5) = 5
R = 5/2 = 2,5, т.е. ВО = 2,5
ΔSBO прямоугольный с углом 45°, значит равнобедренный:
SO = BO = 2,5
V = 1/3 Sосн · SO = 1/3 · (1/2 AC · BH) · SO
V = 1/3 · 1/2 · 4 · 1 · 2,5 = 5/3 куб. ед.
Так как ВО больше ВН, центр описанной около треугольника АВС окружности лежит вне треугольника. Чертеж пришлось уточнить.
2. Если боковые ребра пирамиды равны, то высота проецируется в центр окружности, описанной около основания. О лежит на высоте ΔАВС, так как он равнобедренный.
ВН - высота и медиана, ⇒ АН = СН = АВ/2 = 3 см.
ΔАВН: ∠АНВ = 90°, по теореме Пифагора
АВ = √(ВН² + АН²) = √(81 + 9) = √90 = 3√10 см.
sin∠BAH = BH/AB = 9/(3√10) = 3/√10
По следствию из теоремы синусов:
2R = BC / sin∠BAH = 3√10 / (3/√10) = 10
R = 10/2 = 5 см, т.е. ВО = 5 см
ΔSOB: ∠SOB = 90°, по теореме Пифагора
SO = √(SB² - BO²) = √(169 - 25) = √144 = 12 см
V = 1/3 Sосн · SO = 1/3 · (1/2 AC · BH) · SO
V = 1/3 · 1/2 · 6 · 9 · 12 = 108 см³
Вот как это выглядит на "математическом языке".
Пусть треугольник АВС, AB = 6; AC = 10, BC = 12; пусть вписанная окружность касается стороны АВ в точке K, AC в точке M, BC в точке N.
Пусть (для начала) касательная пересекает отрезки AK (в точке D) и AM (в точке E). И пусть она касается окружности в точке F.
По свойству касательной AK = AM; и по тому же свойству DF = DK; EF = EM; поэтому AE + ED + AD = AK + AM = 2*AK;
Само собой, точно так же если касательная отсекает треугольник с вершиной B, то его периметр равен 2*BN; а если с вершиной C, то 2*CM; остается найти эти отрезки.
Пусть (для краткости и прозрачности записи) AK = AM = x; BK = BN = y; CN = CM = z; тогда
x + y = 6;
x + z = 10;
y + z = 12;
откуда x = 2, y = 4, z = 8. (надо вычесть из третьего второе уравнение, и сложить с первым, получится 2y = 8)
поэтому максимальный периметр отсеченного треугольника равен 2z = 16;