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

Ошибка.
Попробуйте повторить позже

Задача 1#79898

Сфера радиуса 10 вписана в каркас тетраэдра (т.е. касается всех его рёбер). Сумма длин рёбер тетраэдра составляет 180. Докажите, что объём тетраэдра не превосходит 3000.

Источники: ИТМО 2017

Показать доказательство

Обозначим тетраэдр ABCD,  центр сферы, вписанной в каркас — O,  а саму сферу — S.  Объём тетраэдра равен сумме объёмов маленьких тетраэдров OABC,  OABD,  OACD  и OBCD.

PIC

Пересечение S  и плоскости ABC  это вписанная окружность треугольника ABC.  Обозначим за I  её центр, тогда OI  — высота тетраэдра OABC.  Пусть R  — радиус сферы S,  r  — радиус вписанной окружности треугольника ABC.  Тогда выполняется равенство  2     2  2
R  =OI  +r .  Тогда

        1           1
VOABC = 3 ⋅OI ⋅SABC = 3OI ⋅pABC ⋅r,

PIC

где pABC  — полупериметр треугольника ABC.  По неравенству о среднем геометрическом и среднем квадратичном получаем

√ ----- ∘---2--2
  OI⋅r≤   OI2+r-,

то есть

OI⋅r≤ OI2+-r2= R2-
         2      2

Таким образом,

VOABC ≤ 1⋅R2⋅pABC
        6

Складывая объёмы четырёх маленьких тетраэдров, получаем

VABCD ≤ 1 ⋅R2⋅(pABC + pABD + pACD+ pBCD),
       6

а сумма полупериметров граней это в точности сумма длин рёбер тетраэдра. Значит,

        1  2
VABCD ≤ 6 ⋅10 ⋅180= 3000

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!