Вспоминай формулы по каждой теме
Решай новые задачи каждый день
Вдумчиво разбирай решения
ШКОЛКОВО.
Готовиться с нами - ЛЕГКО!
Подтемы раздела сферы
Решаем задачу:

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#99232

Десять шаров одинакового радиуса сложены в виде треугольной пирамиды так, что каждый шар касается как минимум трёх других. Найти радиус сферы, в которую вписана пирамида из шаров, если радиус шара, вписанного в центр пирамиды из шаров, касающегося шести одинаковых шаров, равен √-
 6− 1.

Источники: Газпром - 2023, 11.6 (см. olympiad.gazprom.ru)

Показать ответ и решение

При таком расположении десяти одинаковых шаров центры A,B,C,D  четырёх из них расположены в вершинах правильного тетраэдра, а точки касания расположены на ребрах этого тетраэдра. Следовательно, ребро тетраэдра равно четырём радиусам этих шаров, радиус внешней сферы больше радиуса шара, описанного около тетраэдра на четверть длины ребра тетраэдра, а радиус внутреннего шара меньше расстояния от центра тетраэдра до его грани на эту же величину. Рассмотрим сечение тетраэдра плоскостью ABM  :

Обозначим длину ребра тетраэдра за a  , радиус сферы, описанной вокруг пирамиды из шаров за R  , радиус шара, вписанного в центр пирамиды из шаров за r  .

В треугольнике ABM :

            √-                    √ -                   √-
AM  =BM  = a-3, ME  =MH  = 1AM = a--3, AH = BE = 2AM = a-3,
            2              3      6              3      3

следовательно,

                            √ -
AE =BH  =∘AM2--−-ME2-= 2√a-= a-6.
                        6    3

Из подобия треугольников AEM  и AHO  имеем

AO   AH    a√3  √2            √2-     a√6
AM- =-AE = a√6 =-2-и AO =BO = -2-AM = -4--

В треугольнике ABO  :

SABO = AH-⋅BO-= AB-⋅FO,
          2        2

следовательно,

                √--   √-
FO = AH-⋅BO-= a2-18= a-2.
       AB      12a    4

Тогда

             a√6  a   a(√6 +1)
R =AO + AL = -4-+ 4 = ---4----
             a√2   a   a(√2 − 1)
r= FO − FK = -4-− 4 = ---4----

Таким образом,

    √ -       -      -
R-= (√-6+-1)-=(√6 +1)(√ 2+1),
r   ( 2− 1)

откуда

R = (√6-+ 1)(√2+ 1)r= 5(√2+ 1).
Ответ:

 5(√2+ 1)

Специальные программы

Все специальные программы

Программа
лояльности v2.0

Приглашай друзей в Школково и получай вознаграждение до 10%!

Крути рулетку
и выигрывай призы!

Крути рулетку и покупай курсы со скидкой, которая привязывается к вашему аккаунту.

Бесплатное онлайн-обучение

Для школьников из приграничных территорий России, проживающих в ДНР, ЛНР, Херсонской, Запорожской, Белгородской, Курской, Брянской областях и Крыму.

Налоговые вычеты

Узнай, как получить налоговый вычет при оплате обучения в «Школково».

Специальное предложение
для учителей

Бесплатный доступ к любому курсу подготовки к ЕГЭ, ОГЭ и олимпиадам от «Школково». Мы с вами делаем общее и важное дело, а потому для нас очень значимо быть чем-то полезными для учителей по всей России!

Вернём деньги за курс
за твою сотку на ЕГЭ

Сдать экзамен на сотку и получить обратно деньги за подготовку теперь вполне реально!

cyberpunkMouse
cyberpunkMouse
Рулетка
Вы можете получить скидку в рулетке!