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#107203

Шар Ω  касается всех рёбер правильной усечённой пирамиды, а шар ω  касается всех её граней. Пусть сторона верхнего основания меньше, чем сторона нижнего. Найдите отношение площади боковой поверхности пирамиды к площади её нижнего основания.

Источники: Физтех - 2025, 11.7 (см. olymp-online.mipt.ru)

Показать ответ и решение

Пусть A A  ...A
 1 2    n  — нижнее, а B B ...B
 1 2    n  -— верхнее основание данной усечённой пирамиды; O  и O
  1  — центры этих оснований (соответственно); M  и M1  — середины рёбер A1A2  и B1B2  (соответственно). Из теоремы о равенстве отрезков касательных, проведённых к шару из одной точки, следует, что

MM1 = MO + M1O1

и

                              π                 π
A1B1 = A1M + B1M1; MO = A1M ctgn , M1O1 =B1M1 ctg n

следовательно,

                    π         π
MM1 = (A1M +B1M )ctg n = A1B1ctgn

Но MM1  <A1B1  , то есть

ctg π< 1⇒  π> π ⇒ n< 4
   n      n  4

Поэтому данная в условии усечённая пирамида треугольная. Обозначим длину ребра нижнего основания через a  , верхнего — через   b  . Так как шар Ω  касается всех рёбер пирамиды, её боковая грань A A B B
 1 2 2 1  — описанная равнобокая трапеция с основаниями a  и b  .

PIC

Радиус вписанной окружности найдем из прямоугольного треугольника A1QB1  :

QT 2 = A1T ⋅B1T =A1M ⋅B1M1 = ab
                           4

QT = 1√ab
    2  , следовательно, MM1 = √ab  . Но

MM  = MO  +M  O = -a√-+ -b√- ,
   1         1 1  2 3  2 3

поэтому

a+ b  √--
2√3-=  ab.

Имеем (a+b)2 = 12ab  , откуда        √-
ba = 5− 2 6= 5+12√6(  так как a> b)  . Значит,

  Sбок     3⋅ a+b-⋅MM1  2√3(2√3ab)√ab    b        √-
SA1A2A3 = --(2a2√3)---= -----a2----- =12a =60− 24 6
              4
Ответ:

 60− 24√6

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!