Сторона основания правильной треугольной пирамиды равна а, а плоский угол при вершине пирамиды равен а. Найдите радиус шара, вписанного в данную пирамиду.
назад от

1 Ответ

Дано:
1. Сторона основания правильной треугольной пирамиды (a).
2. Плоский угол при вершине пирамиды (α).

Найти:
Радиус шара, вписанного в данную пирамиду (R).

Решение:

1. Площадь основания правильной треугольной пирамиды (S_основания) можно вычислить по формуле для площади равностороннего треугольника:

   S_основания = (√3 / 4) * a².

2. Полупериметр основания (p):

   p = (3a) / 2.

3. Высота пирамиды (H) можно найти, используя плоский угол α. Для этого используем треугольник, состоящий из высоты H, радиуса вписанной сферы R и расстояния от центра основания до вершины пирамиды.

4. Из треугольника, образованного высотой и половиной стороны основания, можно выразить высоту:

   h = (a / 2) * tan(α).

5. Радиус вписанной сферы (R) можно найти по формуле:

   R = (S_основания * H) / (p * (H + r)),

   где r — радиус вписанной окружности основания. Радиус вписанной окружности (r) равен:

   r = S_основания / p = ((√3 / 4) * a²) / ((3a) / 2) = (√3 / 6) * a.

6. Теперь подставляем все значения в формулу для R:

   R = (S_основания * H) / (p * (H + r)).

7. Подставим значение S_основания, p и r:

   R = (((√3 / 4) * a²) * h) / ((3a / 2) * (h + (√3 / 6) * a)).

8. Упростив, получим радиус:

   R = (√3 * a² * h) / (6 * (h + (√3 / 6) * a)).

Ответ:
Радиус шара, вписанного в данную пирамиду, равен (√3 * a² * h) / (6 * (h + (√3 / 6) * a)).
назад от